Điều khiển thích nghi bền vững trên cơ sở mạng nơ ron cho rô bốt tay máy

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

14
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài viết trình bày một thuật toán điều khiển bám quỹ đạo cho rô-bốt tay máy, bộ điều khiển là sự kết hợp của bộ điều khiển thích nghi bền vững và mạng nơ-ron. Bộ điều khiển thích nghi bền vững đảm bảo rô-bốt tay máy bám theo quỹ đạo mong muốn và bất định mô hình. Các hàm không xác định của rô-bốt tay máy được xấp xỉ gần đúng bằng mạng nơ-ron.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Điều khiển thích nghi bền vững trên cơ sở mạng nơ ron cho rô bốt tay máy

Chuyể ộ ủ ộ ệ thố ậ -bố Manipulators ổ ế ị ờ ợ ệ thố ọ ế ấ ị ị ả ở ủ ễ [1] ể giả ế ế ớ ầ ấ ị ễ ạ ị ộ điề ể trượ ộ ữ ả ữ ệ ể ự hộ ụ củ ố thờ ữ ạ [2] mộ ộ điề ể ợ ầ ố ợ dụ ự ợ ề mặ ầ ố ộ ố kỹ thuậ ợ ể ề ể ả ồ ầ ớ ộ điề ể ả ầ ợ [3, 4] ặ ầ ấ ị ễ ế ế điề khiể ờ ợ ớ ợ ằ ạ - ờ (fuzzy ỹ thuậ ề ể ế ổ điể ộ ố ứ chẳ ạ ợ ầ ổ ộ [5–7] ả ề ể ố ả ế ộ ầ ằ ố ự ộ ộ điề ể ự [8–10] ữ ệ ả để giả ế ủ -bố ộ ộ điề 90
khiể ậ ả ế ỹ đạ ạ ộ ổ ị ề ệ ấ ị chị ộ ủ ễ ế ợ ứu. dự ế ế bộ điề ể ợ ứu [11] ế ế điề ể ủ [11] luậ ề ể ự ấ ỉ ầ ấ đị ậ ề khiể ề ữ ợ ế ế viết sẽ tậ nhữ ộ 1. ự ậ ề ể ự ấ ỉ ầ ấ ị bằ mạ - ự ậ ề ề ữể ế ề ể ợ ự [11] ả ế ợc. 2. Bộ điề ợ ể ự ớ ở kế ợ ộ điề ể đượ ế ế ề cậ ạ [11] kế ợ ớ ậ ề ể bề ữ ạ -ron đượ thiế ế ẽ đả ả ệổ ị ổ ị ủ ệ đượ ứ ế ổ ị . TỔ Ứ ệ thố rô-bố ợ ả M( ) C( , ) G( ) (1) M( ) n n ậ ậ ớ G( ) n véc- ự ẩ - đượ ị vị ủ n véc- ủ ầ ề ể M( ),C ( , ),G( ) ữ ế Sử dụ ạ - ể xấ ỉ M ( ),C ( , ),G( ) bấ ị ế ạ nơ- ợ ử dụ ở phầ ứ ạ - ớ ạ thể đượ ớ ớ ẩ ồ ầ ử nơ- ớ ớ ầ mộ - ế ợ ả n f (Z ) wisi (Z ) W T S (Z ) (2) i 1 Z Z - ầ W [W1,W2 ,...,Wn ]T n - ọ ố, N 1 ố ạ - S (Z ) [s1(Z ), s2(Z ),..., sN (Z )]T - ồ ớ si (.) mộ ờ ử dụ ộ (Z )T (Z ) si (Z ) exp i 2 i ,i 1,2,..., N (3) i i [ i1 , i2 ,..., iq ]T ọ ủ ớ i ộ tả Đố ớ ụ ấ ỳ f (Z ) : z z ộ ậ f (Z ) đượ ấ ỉ bằ ạ - (2) (vớ ố nơ- ớ ủ lớn) ồ ạ ộ véc- ố W* ứ ớ ỗ * nhỏ *T * max f (Z ) W S (Z ) (4) Z Z hay f (Z ) W *T S (Z ) (Z ), Z Z (5) * (Z ) ạ - W *T S (Z ) vớ ộ ố lượ ớ ủ lớ thể xấ ỉ đồ ạ ộ f (Z ) : Z vớ ố * nhỏ 91
Kế ợ (2) (4) f f (Z ) f (Z ) W T S (Z ) (6) W W W *, W ớ ợ ủ W*. sử dụ mạ - ớ ể ướ ợ ị M ( ),C ( , ), G( ) ứ M( ) M NN ( ) M (7) C( , ) C NN ( , ) C (8) G( ) GNN ( ) G (9) M , C , G ệ ủ M ( ),C ( ) G( ) ứ ế M( ) r C( , ) r G( ) M NN ( ) r C NN ( , ) r GNN ( ) (10) WMT SM ( WCT SC (z WGT SG ( WM ,WC WG - ọ ố ở ủ ạ SM ( SC ( SG ( ầ ủ ớ ẩ M C G z [ ]T . Giả thiế Véc- v trí c ch 1 , 2 1 , 2 . Giả thiế :N u , b ch nh C ( , ) G( ) b ch th n , b ch n C( , ) G( ) ch n. Giả thiế Qu n d c a d i 0,1,..., 4 ch n. 2.1 ế ế bộ điề ển Đị ố e d (11) r r (12) r r q (13) d ỹ đạ ố r ố ợ ọ ợ ị r e e (14) Tiế r d e r d e, . Giả thiế r (MT 2C )r 0 . ế (12) (13) (1) M( ) C( , ) G( ) M( ) r C( , ) r G( ) M ( )r C ( , )r (15) 92
WMT SM ( r WCT SC (z r WGT SG ( M ( )r C ( , )r Đố ớ ệ (1) bộ điề ể ợ ế ế [11]: m K pr Ki rdt r M NN ( ) r C NN ( , ) r GNN ( ) K pr Ki rdt r (16) WMT SM ( r WCT SC (z r WGT SG ( K pr Ki rdt r Kp 0, Ki 0. ầ ậ ề ể ủ ấ ỉ ầ ấ ịnh ợ ế ế sau: m MNN ( ) r C NN ( , ) r GNN ( ) (17) ầ ậ ề ể ề ữ ợ ế ế: r K r sgn(r ) (18) Kr diag[krii ], krii i . Từ (15) (16) t M ( )r C ( , )r K pr Ki rdt r WMT S M ( r 0 (19) WCT SC (z r WGT SG ( WM WM WM ,WC WC WC WG WG WG . ứ (19) ể viế ợ t M ( )r C ( , )r Ki rdt K pr Kr sgn(r ) 0 (20) T T T W SM ( M r W SC (z C r W SG ( G Luậ ậ ậ ủ ọ ố mạ - ợ ế ế [11]: WMi Mi Mi ( ) r ri (21) WCi Ci Ci (z ) r ri (22) WGi Gi Gi ( )ri (23) i 1,2,..., n . 2.2 ổ ị ủ ệ kín Chọ ứ T t t n 1 T 1 1 V r Mr rdt Ki rdt W TMi 1 WMi 2 2 2 i 1 Mi 0 0 (24) n n 1 1 W TCi 1 WCi W TG 1 WGi 2 i 1 Ci 2 i 1 Gi Mi , Ci , Gi ữ ậ ệ số đố ứ ị Đạ V ờ 93
t n n T 1 V r Mr Mr Ki rdt W TMi 1 WMi T W Ci 1 WCi 2 i 1 Mi i 1 Ci 0 (25) n W TG 1 WGi Gi i 1 Sử dụ ả thiế (25) ợc: t n n V rT Mr Cr Ki rdt W TMi 1 WMi W TCi 1 WCi Mi Ci i 1 i 1 0 (26) n W TG 1 WGi Gi i 1 ế ứ (20) ể ức (26): V r T K pr rT Kr sgn(r ) rT W TM SM r r T W TC SC r n n rT W GT SG rT W TMi 1 WMi W TCi 1 WCi (27) Mi Ci i 1 i 1 n W TG 1 WGi Gi i 1 Biế ổ ể ứ W TM 1 M1 r T W n r T W TM S M r r1 r2 ... rn M2 M2 r W TMi Mi r i r ... i 1 W TMn Mn r n r T W TC SC r W TCi Ci r i r i 1 n rT W TG SG W TGi r Gi i i 1 (27) đượ ế ổ n n V r T K pr r T Kr sgn(r ) rT W TMi Mi r r i W TCi Ci r i r i 1 i 1 n n n n (28) T T 1 T 1 T 1 W Gi Gi i r W Mi WMi W Ci WCi W G WGi Mi Ci Gi i 1 i 1 i 1 i 1 ể ứ WMi WMi ,WCi WCi ,WGi WGi ế luậ ậ ậ (21)-(23) ớ ề ệ krii i ể ứ (28) ợc: V r T K pr r T Kr sgn(r ) rT r T K pr 0 (29) ậy: t t min (K p ) r T r r T K pr V (0) (30) 0 0 94
min (K p ) ị trị ỏ nhấ ủ K p V (0) min (K p ) ữ ố dương chỉ ằ r Ln2 e Ln2 Ln e ụ e 0 t e Ln2 ữ V r T K pr 0 ỉ ằ 0 V V (0), t 0 ữ V (t ) L t ấ ằ r T dt,WM ,WC ,WG bị chặ WM ,WC ,WG ị chặn. 0 Từ ả thiế ế ả thiế e Ln2 Ln ,e Ln2 d , d Ln ể kế luậ ằ r Ln , r Ln ằ r Ln2 ừ d , r Ln ể kế ậ rằ r Ln từ biể ứ (20) Ln từ biể ứ (16) Sử dụ ế ậ r Ln2 r Ln để r 0 t ể e 0 t ị ợ ứ Ế Ả Ỏ Ậ -SIMULINK 3 ố ỏng Tiế ỏ -bố ớ ế - -b t p1 p2 2p3 cos q2 p2 p3 cos q2 M( ) p2 p3 cos q2 p2 p3q2 sin q2 p 3 q1 q2 sin q 2 C( , ) p3q1 sin q2 0 p4g cos q1 p5g cos q1 q2 G( ) p5g cos q1 q2 T T T Chọ p 2.9 0.76 0.87 3.04 0.87 (0) 0.09 0.09 (0) 0.0 0.0 Quỹ đạ ố ủ ứ nhấ ứ d 0.5 sin( t ) sin( t ) 100 0 100 0 Chọ ố củ ộ điề ể ợ ọ Kp , Ki 0 100 0 100 95
0.1 0 5.0 0 Kr , ầ ử củ ậ ệ số ậ ậ ậ 0 0.1 0 5.0 củ trọ ố mạ - ứ (21)-(23) Mi 5, Ci 10, Gi 5 Mạ ể ướ M( ) C( ),G( ) ố ợ ế ế i i 1.5 1.0 0.5 0 0.5 1.0 1.5 ị ầ ủ ọ ố mạ ợ ọ d d/dt d e rô- th ng 3 ế ả ỏng -b -b 96
-b Nhậ ế ả ỏ ủ ậ ứ ầ ủ -bố ế chấ ợ ố ỹ đạ ặ ớ ố nhỏ ờ ộ thấ ể hiệ ầ ề ể ủ ệ thố ầ độ ớ ệ ộ ệ ậ ộ ả 1[N][N.m] 7[N][N.m] ứ ỏ mạ - thiế ế ướ lượ ầ , ấ ị ộ ọ ủ ậ ậ ề ể ứ ầ ề ể ỹ đạ ủ [11] -ron với - 1. (2011), “ –107. 2. (2014) manipulators, –2377. 3. (2020) Admittance- Human- –1949. 4. (2020) -Stat - Systems –7007. 97
5. (2016) - –629. 6. (2018) ystems 1174–1186. 7. (2016) –344. 8. (2017) –2587. 9. (2018) Mani - –3633. 10. (2020) - –99. 11. (2004) –2012. 98