基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的遙操作機(jī)器人網(wǎng)絡(luò)時(shí)延預(yù)測(cè)研究.pdf

1、基于Internet的遙操作機(jī)器人系統(tǒng)是一種以Internet作為通信媒介，主端操作者操作遠(yuǎn)端機(jī)器人完成指定動(dòng)作的綜合控制系統(tǒng)。它充分利用了Intemet網(wǎng)絡(luò)的普及性、易接入性以及資源的廉價(jià)性等優(yōu)點(diǎn)，未來(lái)具有廣闊的發(fā)展前景。但是基于Internet的網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí)延的時(shí)變性、抖動(dòng)性等問(wèn)題成為遙操作機(jī)器人系統(tǒng)發(fā)展的瓶頸難題。
　　本文首先通過(guò)實(shí)際的網(wǎng)絡(luò)往返時(shí)延(Round Trip Timedelay, RTT)測(cè)量獲得了大量的時(shí)延數(shù)據(jù)

2、，分析研究了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的自相關(guān)性和概率密度分布特性，得出分段時(shí)延近似滿(mǎn)足平移伽馬分布。
　　然后，基于RBF(Radial Basis Function)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建了時(shí)延預(yù)測(cè)模型。該模型先利用支持向量機(jī)算法對(duì)時(shí)延分類(lèi)，然后建立多個(gè)不同的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用分類(lèi)得到的樣本集分別訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，最后根據(jù)切換規(guī)則，利用訓(xùn)練好的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)做時(shí)延預(yù)測(cè)。多個(gè)不同的RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型區(qū)別在于隱含層神經(jīng)元的數(shù)目、中心向量以及隱含層到輸出層的權(quán)值連接不

3、同。本文利用二分K-means聚類(lèi)算法得到隱含層神經(jīng)元的聚類(lèi)中心，隱含層神經(jīng)元的數(shù)目就是聚類(lèi)中心的數(shù)目，并利用粒子群優(yōu)化算法確定隱含層到輸出層的權(quán)值連接。并通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)比驗(yàn)證了模型的有效性。
　　最后，改進(jìn)了現(xiàn)有的TCP超時(shí)重傳機(jī)制和擁塞控制機(jī)制。提出了改進(jìn)的TCP超時(shí)定時(shí)器算法和改進(jìn)的TCP擁塞窗口增大和減小算法。并將改進(jìn)后的算法整體運(yùn)用于機(jī)器人手臂的仿真實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)NS2仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了新的TCP超時(shí)重傳機(jī)制在提高網(wǎng)絡(luò)吞吐量，降低