視覺伺服系統(tǒng)的智能控制器研究.pdf

1、在機器人研究領(lǐng)域，視覺伺服控制是其中的一個前沿課題，也是一個重要的研究方向。機器人視覺伺服的研究對于機器人智能化水平的提高、機器人應(yīng)用場合的擴展乃至機器人學(xué)的發(fā)展都具有非常重大的意義。
　　機器人視覺伺服控制融合了機器人學(xué)、自動控制理論、計算機視覺和計算機科學(xué)等學(xué)科及研究領(lǐng)域。本文將智能控制技術(shù)融入視覺控制器的設(shè)計中，提出了以小腦模型關(guān)節(jié)控制器(CMAC)為基礎(chǔ)的視覺控制器。優(yōu)化了圖像特征空間與運動空間之間的圖像雅可比矩陣(IJM

2、)非線性映射關(guān)系;補償了由于標(biāo)定誤差帶來的映射關(guān)系不確定性。本文的主要工作內(nèi)容和研究成果如下:
　　1.分析了視覺伺服系統(tǒng)的分類和關(guān)鍵研究，之后探討了智能控制的研究方法及發(fā)展現(xiàn)狀。研究了視覺伺服系統(tǒng)的相關(guān)數(shù)學(xué)模型，構(gòu)建了雅可比矩陣。綜合上述數(shù)學(xué)模型利用matlab/simulink平臺建立了視覺伺服系統(tǒng)仿真模型。
　　2.針對圖像雅可比矩陣估計存在的問題，本文采用了小腦模型關(guān)節(jié)控制器作為視覺伺服系統(tǒng)的視覺控制器，提出了一種優(yōu)

3、化改進的變學(xué)習(xí)率CMAC學(xué)習(xí)規(guī)則，并給出了收斂性證明。而后通過仿真驗證了提出的變學(xué)習(xí)率CMAC智能控制算法能有效的逼近雅可比映射關(guān)系。之后通過對比變學(xué)習(xí)率CMAC視覺控制器與傳統(tǒng)CMAC視覺控制器在仿真實驗中的性能，證明了變學(xué)習(xí)率CMAC性能更好，逼近速度更快。
　　3.選取機器人關(guān)節(jié)二階簡化模型，利用常規(guī)PID進行階躍響應(yīng)跟蹤仿真，給出了對于慣性時間常數(shù)較大的機器人關(guān)節(jié)，常規(guī)PID調(diào)節(jié)存在缺陷的實驗結(jié)論。針對PID存在的缺陷以及