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《水下機(jī)器人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫(kù)。
1、第卷第期控制理論與應(yīng)用〕從年月文章編號(hào)一一一水下機(jī)器人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制‘,,‘,‘俞建成李強(qiáng),張艾群王曉輝中國(guó)科學(xué)院沈陽(yáng)自動(dòng)化研究所,遼寧沈陽(yáng)】中國(guó)科學(xué)院研究生院,北京摘要研究了水下機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接自適應(yīng)控制方法,采用場(chǎng)叩穩(wěn)定性理論,證明了存在有界外界干擾和有界神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近誤差條件下,水下機(jī)器人控制系統(tǒng)的跟蹤誤差一致穩(wěn)定有界為了進(jìn)一步驗(yàn)證該水控制方法的,、正確性和穩(wěn)定性利用水下機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了動(dòng)力定位實(shí)驗(yàn)單自由度跟蹤實(shí)驗(yàn)和水平面跟蹤實(shí)驗(yàn)等驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵詞水下機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制中圖分類號(hào)文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼一,,,一
2、,一,,,,,卜切,一組,,〕示,一一引言下,水下機(jī)器人控制系統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論已經(jīng)在水下機(jī)器人控制系統(tǒng)和分別將的研究成果用于解決中得到廣泛的研究‘用層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)造了水水下機(jī)器人的控制問(wèn)題,證明了水下機(jī)器人控制系,,隊(duì)‘。下機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器岡在的研究基統(tǒng)的閉環(huán)穩(wěn)定性并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)礎(chǔ)上,對(duì)水下機(jī)器人的升沉方向控制進(jìn)行實(shí)驗(yàn)本文對(duì)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接自適應(yīng)控制策略的水研究提出了水下機(jī)器人自組織神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控下機(jī)器人控制方法進(jìn)行深入研究,采用穩(wěn)制器,提出了基于虛擬訓(xùn)練算法的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在定理論證明了在存在外界干擾和神
3、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近誤差線自適應(yīng)控制策略邢志偉研究了在復(fù)雜海洋環(huán)條件卜,水卜機(jī)器人控制系統(tǒng)的跟蹤誤差一致穩(wěn)定,境條件下,采用多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接自適應(yīng)控制策略有界通過(guò)水機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的水池實(shí)驗(yàn)對(duì)該控對(duì)水下機(jī)器人進(jìn)行控制,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)困制系統(tǒng)的正確性和穩(wěn)定性進(jìn)行了進(jìn)一步驗(yàn)證水池,近幾年來(lái),基于場(chǎng)理論的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連續(xù)時(shí)間實(shí)驗(yàn)是在有外界干擾條件下進(jìn)行的主要完成了動(dòng)力定位實(shí)驗(yàn)、單自由度跟蹤實(shí)驗(yàn)和水平面跟蹤實(shí)驗(yàn)和離散時(shí)間非線性系統(tǒng)的穩(wěn)定自適應(yīng)控制得到了廣泛的研究等人首先提出基于切叩穩(wěn)定性竺寸理論神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值調(diào)整算法,并將其應(yīng)用于解決水下
4、機(jī)器人建模機(jī)械手運(yùn)動(dòng)控制問(wèn)題川提出了基于徑向基神為了便于后面研究,本文根據(jù)參考文獻(xiàn)川給出經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的水下機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)直接自適應(yīng)控制算法,采用叩穩(wěn)定理水下機(jī)器人自由度空間動(dòng)力學(xué)方程水下機(jī)器人在論一干擾和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近誤差條件載體坐標(biāo)系下的自由度動(dòng)力學(xué)方程可表示為證明了在無(wú)外界收稿日期一一收修改稿日期一一基金項(xiàng)目國(guó)家計(jì)劃資助項(xiàng)控制理論與應(yīng)用第卷。。二,任了‘”幾了公叫句酬動(dòng)幾二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出向量為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出。守任‘吟刀權(quán)值矩陣為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)隱含層輸出向量控制器設(shè)計(jì),其中為慣性矩陣包括附加質(zhì)量司為向心假設(shè)水下機(jī)器
5、人的期望運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有界,即,。,力和科氏力矩陣包括附加質(zhì)量產(chǎn)生的向心力和叮引‘日卜?肋·科氏力司為水動(dòng)力阻力和升力矩陣功為?附?恢復(fù)力和力矩向量幾為外界干擾力和力矩向量其中鞠為慣性坐標(biāo)系下的期望位置向量加為慣性動(dòng)為轉(zhuǎn)換矩陣刀表示水下機(jī)器人位置和姿態(tài)向坐標(biāo)系下的期望速度向量行為慣性坐標(biāo)系下的期勺量表示水下機(jī)器人在載體坐標(biāo)系下的速度向量望加速度向量刀為正常數(shù)二表示作用在水下機(jī)器人載體坐標(biāo)系下的控制量向定義水下機(jī)器人濾波跟蹤誤差為旦夏廳入廳水下機(jī)器人在慣性坐標(biāo)系下的自由度動(dòng)力學(xué)方。,一,程為其中叮一。污力斤入為正常數(shù)刀,寫。,
6、刀斤將式表示成如下形式嘰行幾力一,。一力斤功孤功斤加久力其中,城。一。一‘刀,其中沖稱為慣性坐標(biāo)系下的虛擬參考路徑滿足如下關(guān)系吼,刀刀,一?！ひ灰弧Ｒ弧?吟。。公一‘。一。一‘?！埂拘薪?。,。一。一‘。,對(duì)式兩邊求一階導(dǎo)數(shù),并將水下機(jī)器人的空。一。。,間動(dòng)力學(xué)方程代入,整理得水下機(jī)器人系統(tǒng)的誤差一幾功幾動(dòng)力學(xué)為水下機(jī)器人神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制虧行一行城城嘰一。、一公。認(rèn)【側(cè)夕刀幾一二神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)本文采用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)逼近水下機(jī)器人的整理過(guò)程中應(yīng)用了如下關(guān)系式逆動(dòng)力學(xué)模型,對(duì)于一個(gè)給定的非線性函數(shù),用徑向城叮吼斤風(fēng)沖‘基
7、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以以任意精度全局逼近它神經(jīng)網(wǎng)·一公。絡(luò)隱含層節(jié)點(diǎn)的輸出為,,。,”一一定義函數(shù)扣刀為飛公,,,叼卜二一、續(xù)公。夕刀,,乞,采用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)函數(shù)扣其中二,。為輸入層節(jié)點(diǎn)數(shù)為隱功進(jìn)行,,,,含層節(jié)點(diǎn)數(shù)一?。為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近則任‘,。,,,,,的輸入向量以饑為第乞個(gè)隱含層節(jié)點(diǎn)高斯函公。守公。數(shù)的中心,為第乞個(gè)隱含層節(jié)點(diǎn)高斯函數(shù)的寬度其中為函數(shù)逼近誤差,且滿足毛,為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出為,正常數(shù)為理想的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)權(quán)值矩陣且滿從,乞,,,,毗偽二?足毛環(huán)翁設(shè)計(jì)輸入控制量為二,。,,,可寫成矩陣形式為。。了,年。,,,。。,,
8、,。,介,,,其中為輸出層節(jié)點(diǎn)數(shù)加?酬為介一。,,二,。了一‘一、諭第期俞建成等水下機(jī)器人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制。,,,。為函數(shù)。,,,。的其中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性分析估計(jì)值,你為矩陣的估計(jì)值凡為增,滿定理假設(shè)水下機(jī)器人期望軌跡滿足式的益矩陣,足凡叮氏為魯棒控制項(xiàng),用于增強(qiáng)控制有界條件未知外力干擾幾和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近誤差均幾,滿足有界條件??
