×

具有干扰的复杂机器人系统的智能模糊滑模控制。 (英语) 兹比尔1429.93211

摘要:具有干扰的复杂机器人系统的控制是一项具有挑战性的工作。为了解决这一问题,本文提出了一种智能模糊滑模控制方法。首先,建立了复杂机器人系统在干扰下的动力学模型。然后,基于滑模控制和模糊逻辑控制的结合,设计了双模糊滑模控制器。此外,由于动力学模型的复杂性,在实际应用中很难甚至不可能获得精确的动力学模型,因此,开发了一种深度学习算法,可以尽可能接近动力学模型。并从理论上分析了该控制方法的稳定性。最后,将所提出的智能模糊滑模控制方法成功应用于KUKA机器人系统,并与现有控制方法进行了比较,证明了其优越性。

MSC公司:

93立方厘米 模糊控制/观测系统
93B12号机组 可变结构系统
93C85号 控制理论中的自动化系统(机器人等)
93D05型 李亚普诺夫和控制理论中的其他经典稳定性(拉格朗日、泊松、(L^p、L^p)等)

软件:

达奇
PDF格式BibTeX公司 XML格式引用
全文: 内政部

参考文献:

[1] 婆罗门语,B。;萨阿德,M。;Lam,J.T.A.T。;C.O.Luna。;Archambault,P.S。;Rahman,M.H.,具有运动学和动力学不确定性的7自由度外骨骼机器人的自适应控制,《欧洲控制杂志》,42,77-87(2018)·Zbl 1403.93139号
[2] Chang,T.K。;配偶,A。;Chan,K.Y.,《柔性机械手控制与传感器系统综述》(2015),Kluwer学术出版社
[3] Akhtar,A。;尼尔森,C。;Waslander,S.L.,使用动态横向反馈线性化的类车机器人路径跟踪,IEEE Trans。机器人。,31, 269-279 (2017)
[4] Korayem,M.H。;Tourajizadeh,H。;Zehfrosh,A。;Korayem,A.H.,使用最优反馈线性化方法对具有移动边界的悬索机器人进行最优路径规划,非线性动力学。,78, 1515-1543 (2012)
[5] Faulwasser,T。;韦伯,T。;Zometa,P。;Findeisen,R.,工业机器人非线性模型预测路径跟随控制的实现,(《IEEE控制系统技术汇刊》(2016)),1-7
[6] 易卜拉欣贝戈维奇,A。;Knopf-Lenoir,C。;库切罗瓦,A。;Villon,P.,《承受有限旋转和弹性变形的结构的优化设计和优化控制》,国际期刊Numer。方法工程,61,2428-2460(2009)·Zbl 1075.74607号
[7] Amer,A.F。;Sallam,E.A。;Elawady,W.M.,使用监督模糊控制的自适应模糊滑模控制用于三自由度平面机器人操作器,应用。软计算。,11, 4943-4953 (2011)
[8] Babaghasabha,R。;Khosravi,医学硕士。;Taghirad,H.D.,全约束缆索驱动并联机器人的自适应鲁棒控制,机电一体化,25,27-36(2015)
[9] Chien,M.C。;黄,A.C.,具有时变不确定性的柔性关节电动机器人自适应控制,IEEE Trans。Ind.Electron公司。,54, 1032-1038 (2007)
[10] Zeinali,M。;Notash,L.,机器人操纵器的带不确定性估计器的自适应滑模控制,机械。机器。理论,45,80-90(2010)·Zbl 1281.70030号
[11] 安东内利,G。;Arrichiello,F。;卡卡瓦莱,F。;Marino,A.,《多机器人系统的分散时变编队控制》,国际机器人杂志。决议,331029-1043(2014)
[12] Incremona,G.P。;费拉拉,A。;Magni,L.,具有积分滑动模式生成的机械手MPC,(IEEE/ASME机电一体化汇刊(2017)),第1-1页
[13] 孟,Q。;张,T。;He,J。;Song,J.,仅基于位置测量的不确定stewart平台自适应矢量滑模容错控制,Robotica,341297-1321(2016)
[14] 谢里夫尼亚,M。;Akbarzadeh,A.,具有柔性平台和棱柱关节的PR-PRP并联机器人的振动和控制分析模型,J.Vib。控制,26,433-438(2016)
[15] Sun,L。;霍,W.,动态耦合和不确定性下航天器近距离机动的鲁棒自适应控制,高级空间研究,562206-2217(2015)
[16] 郑凯。;张琪,三角洲机器人位置误差和振动特性的综合分析,高级机器人。,30, 1322-1340 (2016)
[17] 郑凯。;胡,Y。;Wu,B.,多自由度机器人控制系统的无模型开发,机电一体化,53,262-276(2018)
[18] 郑凯。;胡,Y。;Wu,B.,具有耦合效应的多自由度机器人轨迹规划,J.Mech。科学。技术。,33, 413-421 (2019)
[19] 郑凯。;胡,Y。;吴,B。;Guo,X.,基于工作空间格的柔性杆组机器人轨迹控制新方法,机器人。自动。系统。,111, 44-61 (2019)
[20] 法拉哈,C.J。;萨阿德,M。;卡南,H.Y。;Al-Haddad,K.,具有指数趋近律的滑模机器人控制,IEEE Trans。Ind.Electron公司。,58, 600-610 (2011)
[21] 高,W。;Hung,J.C.,《非线性系统的变结构控制:一种新方法》,IEEE Trans。Ind.Electron公司。,40, 45-55 (1993)
[22] Korayem,M.H。;Tourajizadeh,H。;Zehfrosh,A。;Korayem,A.H.,使用最优反馈线性化方法对具有移动边界的悬索机器人进行最优路径规划,非线性动力学。,78, 1515-1543 (2014) ·Zbl 1306.93058号
[23] 贾西姆,I.F。;普拉珀,P.W。;Voos,H.,具有任意开关约束的未知机器人的自适应滑模模糊控制,机电一体化,30,174-186(2015)
[24] 纳扎里一世。;Hosanpour,A。;Emamzadeh,S。;米尔扎伊,M。;Piltan,F.,设计带并联模糊推理系统补偿器的滑模控制器,用于机器人机械手的控制,Int.J.Intell。系统。申请。,6, 63-75 (2014)
[25] Piltan,F。;巴兹里加,M。;Nabaee,A.R。;Ebrahimi,M.,具有建模不确定性的机器人机械手系统的鲁棒模糊滑模控制技术设计,国际信息技术杂志。计算。科学。,5, 123-135 (2013)
[26] Piltan,F。;北苏莱曼。;Soltani,S。;Marhaban,M.H。;Ramli,R.,机器人机械手PD滑模模糊控制中的自适应滑面斜率调整,国际控制自动化杂志。,4 (2011)
[27] 朱,M。;Li,Y.,可重构模块化机械手的分散自适应模糊滑模控制,国际鲁棒非线性控制,20472-488(2010)·Zbl 1298.93217号
[28] 斯隆廷,J.J。;Sastry,S.S.,《使用滑动面对机器人操纵器应用的非线性系统进行跟踪控制》(《美国控制会议论文集》(1983年)),132-135·兹伯利0519.93036
[29] Utkin,V.,滑模变结构系统,IEEE Trans Autom Control,22,212-222(2003)·Zbl 0382.93036号
[30] Wittenmark,B.,自适应控制应用综述,(IEEE工业应用研讨会论文集动态建模控制应用学会,1997(1995)),32-36
[31] Young,K.D。;乌特金,V.I。;美国Ozguner,滑模控制控制工程师指南,IEEE Trans。控制系统。技术。,7, 328-342 (1999)
[32] Izadbakhsh,A.,约束下刚性连杆柔性关节电动机器人的鲁棒控制设计:理论和实验验证,非线性动力学。,85, 751-765 (2016) ·Zbl 1355.93133号
[33] Nageshrao,S.P。;洛佩斯,G.A.D。;Jeltsema,D。;Babuška,R.,基于被动性的二自由度机械臂强化学习控制,机电一体化,241001-1007(2014)
[34] 奥特,C。;Albu-Schaffer,A。;库吉,A。;Hirzinger,G.,《柔性关节机器人基于无源性的阻抗控制》,IEEE Trans。机器人。,24, 416-429 (2008)
[35] Abdelhameed,M.M.,用模糊逻辑增强滑模控制器并应用于机器人操作器,机电一体化,15439-458(2005)
[36] Amer,A.F。;Sallam,E.A。;Elawady,W.M.,一种用于三自由度平面机器人操作器的新型自适应模糊滑模控制,应用。智力。,37 (2012), 613-613
[37] Bessa,W.M。;Paula,A.S.D。;Savi,M.A.,不确定混沌系统的自适应模糊死区补偿滑模控制,非线性动力学。,1989-2001年(2012年)
[38] Kayacan,E。;Kayacan,E。;拉蒙,H。;Saeys,W.,使用基于滑模控制理论的在线学习算法对球形滚动机器人进行自适应神经模糊控制,IEEE Trans-Cybern。,43, 170 (2013)
[39] 塔赫里,B。;案例,D。;Richer,E.,《气缸的力和刚度反推滑动模式控制器》,IEEE/ASME Trans。机电一体化。,19, 1799-1809 (2014)
[40] 普利埃戈·希门尼斯,J。;Arteaga-Pérez,M.A.,《与不确定参数的刚性表面接触的机器人操纵器的自适应位置/力控制》,《欧洲控制杂志》,22,1-12(2015)·兹比尔1367.93406
[41] 斯隆,J.J.E。;李伟,《应用非线性控制》(2004),机械工业出版社
[42] Wang,L.-X.,《模糊系统与控制课程》(1997),Prentice-Hall,Inc·Zbl 0910.93002号
[43] 辛顿,G.E。;Salakhutdinov,R.R.,《用神经网络降低数据的维数》,《科学》,313504(2006)·Zbl 1226.68083号
[44] 文森特,P。;拉罗谢尔,H。;Y.本吉奥。;Manzagol,P.A.,用去噪自动编码器提取和组合鲁棒特征,(机器学习国际会议论文集(2008))
[45] Ngiam,J。;科斯拉,A。;Kim,M。;Nam,J。;Lee,H。;Ng,A.Y.,Multimodal deep learning,(《机器学习国际会议论文集》,美国华盛顿贝尔维尤,2011年6月28日至7月(2011),ICML),689-696
[46] Hinton,G.E.,《训练受限boltzmann机器的实用指南》(Montavon,G.;Orr,G.B.;Müller,K.-R.,《神经网络:贸易的诡计》(2012),施普林格:施普林格-柏林-海德堡),599-619
此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配,可能包含数据转换错误。在某些情况下,zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献,而不要求完整或完全匹配。