基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的冗余機(jī)器手臂障礙物躲避和實時解析.pdf

1、機(jī)器手臂是一個末端能動的機(jī)械裝置，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用在工業(yè)自動化方面。對于非冗余機(jī)器手臂來說，當(dāng)機(jī)器手臂末端完成指定的運動時，它的關(guān)節(jié)由于沒有多余的自由度，不能去完成別的動作，從而失去了靈活性。而冗余機(jī)器手臂可以利用自身的冗余關(guān)節(jié)來除去這個約束，使得機(jī)器手臂更加靈活，實現(xiàn)對作業(yè)環(huán)境中障礙物的躲避。 本文首先介紹了冗余機(jī)器手臂的運動學(xué)和動力學(xué)理論，重點研究了逆運動學(xué)問題，然后建立起了障礙物躲避的實時求解模型。冗余機(jī)器手臂逆運動學(xué)控制的

2、避障算法被統(tǒng)一為等式、不等式和雙端約束的二次規(guī)劃(QP)問題。同時，為了避免關(guān)節(jié)角偏差現(xiàn)象，我們提出了改進(jìn)的避障算法。 為了解決時變的QP問題，本文運用遞歸神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在速度層上進(jìn)行冗余度解析。將基于線性變分不等式(LVI)的原對偶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與現(xiàn)有的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)做一簡單的比較，并從理論上證明LVI原對偶神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)點。用PA10機(jī)器手臂進(jìn)行模擬試驗，仿真結(jié)果驗證了該網(wǎng)絡(luò)求解的有效性和實時解析性。最后分析了工作中的不足，提出了以后工作的幾點