机械手轨迹跟踪智能控制研究

学校代码：10289分类号：TP391密级：公开学号：0830303002江苏科技大学硕士学位论文机械手轨迹跟踪智能控制研究研究生姓名徐笑笑导师姓名朱志宇申请学位类别工程硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业控制工程论文提交日期2013年03月10日研究方向智能控制论文答辩日期2013年03月16日答辩委员会主席评阅人2013年03月10日论文题目机械手轨迹跟踪智能控制研究姓名徐笑笑江苏科技大学分类号：TP391密级：公开学号：0830303002工学硕士学位论文机械手轨迹跟踪智能控制研究学生姓名徐笑笑指导教师朱志宇教授江苏科技大学二O一三年三月AThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringManipulatortrajectorytrackingbasedonintelligentcontrolSubmittedbyName（Xuxiaoxiao）SupervisedbyProfessorName（Zhuzhiyu）JiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2013江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：徐笑笑2013年3月10日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)保密□，在年解密后适用本授权书。(2)不保密□。学位论文作者签名：徐笑笑指导教师签名：朱志宇2013年3月10日2013年3月11日摘要I摘要智能控制理论是具有某些仿人智能的工程控制和信息处理方法。机器人学集中了机械工程、电子工程、计算机工程、自动控制工程以及人工智能等多种科学的最新科研成果，是目前科技发展最活跃的领域之一。机器人的轨迹控制在机器人的控制中具有重要的地位。论文首先回顾了智能控制技术及其在机器人控制中应用的发展和现状。详细介绍了机器人的数学模型。在分析了模糊神经网络的各种学习算法的优缺点后，研究了一种新的轨迹优化算法。给出了机械手动态模糊神经网络控制的基本机构和算法，设计了一个性能优良的机械手轨迹跟踪控制系统。以SEIKOTT-3000机器人为研究对象，建立了机器人跟踪数学模型。基于T-S模型设计出MIMO的RBF模糊神经网络结构,给出RBF模糊神经网络的基本算法，设计了RBF模糊神经网络控制器。在此基础上将RBF神经网络与TSK模型相结合，设计出动态模糊神经网络结构，并给出其基本算法，设计了机器人操作臂的控制方案。利用虚拟样机技术，对机器人手臂控制用Matlab/Simulink进行仿真，在无干扰和有干扰两种情况下，给出了轨迹跟踪结果。研究机械手的运动学和动力学指标在运动过程中的变化情况，验证了该优化算法的可行性和先进性。仿真结果表明该算法实现了轨迹规划的快速收敛和近似逼近，具有一定的容错能力，避免了因约束点的输入顺序而产生的影响。关键词机械手；跟踪控制；动态模糊神经网络控制AbstractIIAbstractIntelligentcontroltheoryistheorymethodswithsomeimitatepeopleprojectcontrolandinformationprocessing．Roboticsisthenewstscientificfindings,hasconcentratedmanykindsofdisciplines,suchasmechanicalengineering,electronicengineering,computerprojectandartificialintelligence,etc.,itisoneofthemostactivefieldsofthedevelopmentinscienceandtechnologyatpresent．Robot’strajectoryplanningisveryimportantinthecontrolofrobotics．Atfirst,thisthesisreviewstheintelligentcontroltechnologyanditsapplicationinrobotcontrolanddevelopmentstatus．Themathematicalmodeloftherobotisintroducedindetail．AfteranalyzingtheadvantageanddisadvantageofvariouskindsoflearningalgorithmoftheFNN,anewtrajectoryoptimizationofsimulationisstudied．Givenmanipulatordynamicfuzzyneuralnetworkcontrolofthebasicstructuresandalgorithms,andtriestodesignagoodcontrolsystemfortherigidityrobotmanipulator．ItintroducesdynamicneuralnetworktheoryanditsbasicalgorithmwiththeSEIKOTT-3000robotasresearchobject,establishesthemathematicalmodeloftherobottracking,designedMIMORBFFuzzyNeuralNetworkStructureanditbasedonTSmodel,thispapergaveRBFfuzzyneuralnetworkalgorithm,anddesignedRBFFuzzyNeuralNetworkController．IcombineRBFneuralnetworkwiththeTSKmodelcombiningandthendesigneddynamicfuzzyneuralnetworkstructure,gaveitsbasicalgorithm,anddesignsrobotmanipulatorcontrolprogramusingDynamicfuzzyneuralnetwork．Makinguseofthevirtualprototypingtechnology,simulationofrobotarmcontrolbyMatlab/Simulink．Intheabsenceofinterferenceandinterferencebothcases,thispapergivestheresultsoftrajectorytracking．Thechangesofthekinematicsanddynamicsindexesofthemanipulatorinthecourseofmovingarestudiedanditseffectivenessandfeasibilityvalidated．Withcharacterofrapidconvergenceandnearapproximation,thisnewalgorithmisfaulttolerantandirrelativewithorderofinputs．Keywordsmanipulator；trackingcontrol；dynamicfuzzyneuralnetworkcontrol目录III目录摘要......................................................................................................................................IAbstract.................................................................................................................................II第1章绪论....................................................................................................................-1-1.1研究背景及意义..................................................................................................-1-1.1.1研究背景....................................................................................................-1-1.1.2研究意义....................................................................................................-2-1.2国内外研究现状和发展趋势..............................................................................-2-1.2.1国外相关领域的研究发展........................................................................-2-1.2.2国内相关领域的研究发展........................................................................-3-1.2.3发展趋势....................................................................................................-4-1.3动态神经网络的提出及应用..............................................................................-6-1.4本文主要内容及关键技术..................................................................................-7-第2章工业机器人智能控制..........................................................................................-9-2.1自动控制理论的发展简述................................................................................-10-2.2智能控制理论的产生和发展..............................................................................-11-2.2.1模糊控制（