在機(jī)器人系統(tǒng)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)的研究.pdf

1、機(jī)器人系統(tǒng)的軌跡跟蹤控制問(wèn)題是控制領(lǐng)域中的一個(gè)重要的研究課題，實(shí)際的機(jī)器人系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中總是會(huì)出現(xiàn)一些不可避免的外界干擾、非線性以及不確定性等因素，對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的控制精度、可靠性以及動(dòng)態(tài)性能產(chǎn)生很大的影響。因此研究復(fù)雜環(huán)境下機(jī)器人控制系統(tǒng)的軌跡跟蹤控制問(wèn)題具有極其重要的理論意義和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有聯(lián)想記憶、非線性逼近以及自適應(yīng)能力，是一種能夠解決復(fù)雜不確定非線性機(jī)器人控制系統(tǒng)的跟蹤控制問(wèn)題的有效方法，也是貫穿本文各個(gè)部分的關(guān)鍵

2、技術(shù)。鑒于此，本文在深入研究神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論的基礎(chǔ)上，對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)開展了系統(tǒng)的研究。本文的主要工作如下：
　　(1)研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性理論?；贛矩陣和Lyapunov穩(wěn)定性理論,研究了一類不連續(xù)時(shí)滯T-S模糊Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的動(dòng)力學(xué)行為,得到一個(gè)使不連續(xù)時(shí)滯T-S模糊Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在其不動(dòng)點(diǎn)全局漸近穩(wěn)定的準(zhǔn)則。此外,研究了一類不連續(xù)Cohen-Grossberg神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)魯棒自適應(yīng)控制方

3、法,通過(guò)設(shè)計(jì)一個(gè)自適應(yīng)控制器,確保了不連續(xù)Cohen-Grossberg神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在其平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)證明所設(shè)計(jì)魯棒自適應(yīng)控制器的可控性和可行性。
　　(2)研究了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制技術(shù)。針對(duì)一類時(shí)滯T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型提出了一種魯棒滑?？刂品椒?。通過(guò)采用線性矩陣不等式技術(shù),對(duì)一類模糊T-S時(shí)滯神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的滑模控制方法進(jìn)行研究。本文設(shè)計(jì)的滑模控制器可以實(shí)現(xiàn)時(shí)滯T-S模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的魯棒漸近穩(wěn)定性,基于Lyapunov穩(wěn)定性

4、理論證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及跟蹤誤差漸近收斂于零。通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)分析,驗(yàn)證了所提出控制器的可靠性和魯棒性。
　　(3)針對(duì)一類帶電機(jī)驅(qū)動(dòng)的機(jī)器人控制系統(tǒng)，提出了一種魯棒自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法。根據(jù)Lyapunov穩(wěn)定性理論,專門設(shè)計(jì)了魯棒自適應(yīng)控制器,用以保證系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。通過(guò)采用反向推理法,首先給出一個(gè)期望的控制器,通過(guò)設(shè)計(jì)Lyapunov函數(shù)來(lái)保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性能,然后將期望控制器中的不確定項(xiàng)通過(guò)徑向基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)逼近,得

5、到能使控制系統(tǒng)穩(wěn)定的控制器。最后,通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證所得結(jié)果的魯棒性和自適應(yīng)性能。
　　(4)提出了基于模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的移動(dòng)機(jī)器人自適應(yīng)控制方法。通過(guò)整合應(yīng)用模糊小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和魯棒自適應(yīng)控制方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)準(zhǔn)確的跟蹤控制?；贚yapunov穩(wěn)定性理論,設(shè)計(jì)了魯棒自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制器,用以保證移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和魯棒性。在控制器的設(shè)計(jì)過(guò)程中,使用模糊小腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)補(bǔ)償移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)中的外部擾動(dòng)和各種不確定性。通過(guò)Ma

6、tlab軟件對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證所設(shè)計(jì)控制器的有效性。
　　(5)研究了不確定復(fù)雜環(huán)境下移動(dòng)機(jī)器人的模糊滑?？刂品椒?。通過(guò)聯(lián)合自適應(yīng)滑?？刂坪湍：咚够瘮?shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,為移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)魯棒自適應(yīng)滑模控制器。通過(guò)Lyapunov穩(wěn)定性理論驗(yàn)證了機(jī)器人控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。針對(duì)系統(tǒng)的不確定性,使用模糊高斯基函數(shù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)進(jìn)行逼近。通過(guò)數(shù)值仿真實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證所得結(jié)果,通過(guò)比較之前的魯棒自適應(yīng)控制結(jié)果表明,該控制方法是一種行