冗余度TT-VGT機(jī)器人的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)控制

摘要：提出了采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行模型參考自適應(yīng)控制（MRAC）的方案，建立了自適應(yīng)控制的狀態(tài)模型，并推導(dǎo)出相應(yīng)的自適應(yīng)算法；最后對(duì)冗余度TT-VGT機(jī)器人自適應(yīng)控制進(jìn)行了仿真。

    關(guān)鍵詞：冗余度 TT-VGT機(jī)器人 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 模型參考自適應(yīng)控制

TT-VGT（Tetrahedron-Tetrahedron-Variable Geometry Truss）機(jī)器人是由多個(gè)四面體組成的變幾何桁架機(jī)器人，圖1所示為由N個(gè)四面體單元組成的冗余度TT-VGT機(jī)器人操作手，平面ABC為機(jī)器人的基礎(chǔ)平臺(tái)，基本單元中各桿之間由較鉸連接，通過可伸縮構(gòu)件li(i=1,2,…，n)的長(zhǎng)度變化改變機(jī)構(gòu)的構(gòu)形。圖2所示為其中的兩個(gè)單元的TT-VGT機(jī)構(gòu)，設(shè)平面ABC和平面BCD的夾角用中間變量qi(i=1,2,…,n)表示，qi與li(I=1,2,…，n)的關(guān)系如下[2]：

式中，d表示TT-VGT中不可伸縮構(gòu)件的長(zhǎng)度，

li表示機(jī)器人可伸縮構(gòu)件的長(zhǎng)度。

TT-VGT機(jī)器人關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力F與力矩τ的關(guān)系為：

F=Bττ     (2)

式中，Bτ為對(duì)角矩陣，對(duì)角元素Bτi為：

1 狀態(tài)模型

機(jī)器人的自適應(yīng)控制是與機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)密切相關(guān)的。機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)方程的一般形式可如下表示（不考慮外力的作用）：

τ=D（q）q+C(q,q)q+G(q)q    (4)

式中，D（q）∈R n×n為廣義質(zhì)量矩陣（慣性矩陣），

C（q,q）∈Rn×(n×n)為向心力及哥氏力作用的矩陣，

G（q）∈R n為重力矩陣，

τ∈R n表示機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)力矩。

對(duì)于TT-VGT機(jī)器人，用桿件變量li,ii,Li（i=1,2…，n）代替中間變量qi，qi，qi（i=1,2…，n）（見式（1）），則試（4）可表示為：

F=D（l）l+C（l,i）i+G(l)l    (5)

式中，F(xiàn)∈Rn表示機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)力。

[1] [2] [3] [4]