基于迭代学习的机械臂神经网络滑模控制
基于神经网络的机械手臂控制技术研究
基于神经网络的机械手臂控制技术研究近年来，基于神经网络的机械手臂控制技术逐渐成为了热门研究领域。
这种技术借助神经网络模型，通过学习和训练，实现对机械手臂的精准控制和优化。
其应用领域广泛，涉及工业自动化、医疗器械、智能家居等多个方面。
本文将简单介绍基于神经网络的机械手臂控制技术研究的进展情况以及其在工业自动化领域中的应用。
一、基于神经网络的机械手臂控制技术的研究进展神经网络模型是指一类基于仿生学和神经科学理论构建的计算模型。
它可以模拟人脑神经元的工作方式，具有自适应性、并行性、非线性等特点，被广泛应用于控制领域。
基于神经网络的机械手臂控制技术利用神经网络模型建立机械手臂的运动学模型，通过训练和学习，实现对机械手臂的精准控制。
这种方法具有很强的适应性和泛化能力，能够适应不同的机械手臂结构、负载和环境变化。
在基于神经网络的机械手臂控制技术的研究方面，国内外学者有很多探索。
国外学者早在上世纪80年代就开始了基于神经网络的机械手臂控制技术的研究，国内学者则在近年走上了这条道路。
研究者们从神经网络模型的建立、训练方法的优化、机械手臂的控制实现等方面开展了深入的研究。
实验结果表明，基于神经网络的机械手臂控制技术能够提高机械手臂的运动精度和控制效率，具有广阔的应用前景。
二、基于神经网络的机械手臂控制技术在工业自动化中的应用机械手臂是现代工业自动化生产线上必不可少的装备之一。
传统的机械手臂控制方法基于数学建模和控制理论，难以应对工业制造中的复杂变化和不确定性。
而基于神经网络的机械手臂控制技术具有很好的自适应性和泛化能力，能够适应不同的机械手臂结构、负载和环境变化。
因此，在工业自动化中应用基于神经网络的机械手臂控制技术具有广泛的前景。
在工业生产中，基于神经网络的机械手臂控制技术可以应用于工件抓取、定位和放置等工作。
例如，在智能物流中，机械手臂需要能够识别、抓取和放置不同物品，而基于神经网络的机械手臂控制技术能够通过学习和模拟，实现快速而准确的抓取和放置。
神经网络控制器在机械臂控制中的应用研究
神经网络控制器在机械臂控制中的应用研究随着科技的不断发展，越来越多的机器设备开始使用自动化控制系统，其中机械臂作为自动化设备的重要一环，在工业生产和生活中的应用越来越广泛。
在机械臂的运动控制中，如何提高机械臂的精度和稳定性一直是一个重要的研究课题。
神经网络控制技术的出现，为机械臂控制技术的发展带来了新的可能性。
本文将探讨神经网络控制器在机械臂控制中的应用研究。
一、神经网络控制器的基本原理神经网络控制器是一种模仿人脑神经元网络的控制方法，利用神经网络的学习能力，不断优化控制器的参数，达到不断优化控制器性能和提高机器控制精度的目的。
神经网络控制器包括输入层、隐层和输出层。
输入层将传感器采集到的物理量输入到神经网络中进行处理。
隐层是神经网络中的核心部分，进行相关计算处理和参数优化。
输出层是控制器产生的控制指令。
二、神经网络控制器在机械臂控制中的应用1. 机械臂的位置控制神经网络控制器在机械臂的位置控制中有着广泛的应用。
传统的机械臂位置控制方法主要是基于PID控制原理，但是存在精度不够高、稳定性差的问题，难以满足对多关节机械臂的精确控制需求。
神经网络控制器结合机械臂的运动学模型，可以优化控制器参数，提高位置控制精度和稳定性，实现对机械臂运动的准确控制。
同时，神经网络控制器具备强大的适应性和鲁棒性，能够保持较好的控制性能在复杂环境下工作。
2. 机械臂的力控制机械臂的力控制是一种需要对机械臂末端施力进行实时控制的技术，应用广泛。
针对机械臂的力控制问题传统方法主要是根据机械臂状态不断精细调整控制参数，但是这种方法的稳定性和鲁棒性不够。
神经网络控制器在力控制方面表现出色。
通过学习机械臂的运动规律和实时传感器采集的数据，从而实现自适应控制。
与传统的强制控制方法相比，神经网络控制器能够更加准确地获取机械臂工作环境的情况。
3. 机械臂的逆动力学控制机械臂的逆动力学控制是控制机械臂实现指定轨迹的一种技术方法。
传统的逆动力学控制方法需求对机械臂的力学模型有深入的了解。
《2024年迭代学习控制算法研究及在机械臂中的应用》范文
《迭代学习控制算法研究及在机械臂中的应用》篇一一、引言随着机器人技术的不断发展，机械臂已经成为现代工业、医疗、航空航天等众多领域中不可或缺的重要设备。
然而，机械臂的精确控制一直是其应用中的关键问题。
迭代学习控制算法作为一种有效的控制策略，在机械臂的精确控制中发挥着重要作用。
本文将首先介绍迭代学习控制算法的基本原理和特点，然后详细探讨其在机械臂中的应用及其所取得的成果。
二、迭代学习控制算法的基本原理及特点迭代学习控制算法是一种基于迭代思想的优化控制方法，通过反复执行任务并学习控制策略来逐步提高控制精度。
其基本原理是将任务分解为多个迭代周期，每个周期内根据上一次迭代的控制结果和系统响应来调整控制策略，以达到更好的控制效果。
迭代学习控制算法具有以下特点：1. 简单易行：算法实现相对简单，不需要复杂的数学模型和计算过程。
2. 精度高：通过反复迭代和优化，可以逐步提高控制精度，满足高精度控制需求。
3. 鲁棒性强：对于系统参数变化和干扰具有较好的适应能力，具有较强的鲁棒性。
4. 适用于重复性任务：对于具有重复性的任务，迭代学习控制算法可以显著提高工作效率和控制精度。
三、迭代学习控制在机械臂中的应用机械臂作为一种典型的复杂系统，其精确控制一直是研究热点。
迭代学习控制在机械臂中的应用主要表现在以下几个方面：1. 轨迹跟踪控制：利用迭代学习控制算法对机械臂的轨迹进行精确跟踪，通过反复迭代和优化，逐步提高轨迹跟踪的精度和速度。
2. 力控制：针对机械臂在操作过程中需要施加的力进行精确控制，通过迭代学习控制算法调整力的大小和方向，以满足操作需求。
3. 姿态调整：针对机械臂的姿态进行调整，使其达到预定位置和姿态。
通过迭代学习控制算法对姿态进行调整和优化，提高姿态调整的精度和速度。
4. 适应性控制：针对不同环境和任务需求，通过迭代学习控制算法对机械臂进行适应性控制，使其能够适应各种复杂环境和工作需求。
四、应用成果及展望迭代学习控制在机械臂中的应用已经取得了显著的成果。
《2024年迭代学习控制算法研究及在机械臂中的应用》范文
《迭代学习控制算法研究及在机械臂中的应用》篇一一、引言迭代学习控制算法（Iterative Learning Control，简称ILC）是一种针对重复性任务的优化控制策略，通过多次迭代过程，使系统逐渐逼近理想的控制效果。
随着机器人技术和自动化控制系统的不断发展，迭代学习控制在机械臂控制中得到了广泛应用。
本文旨在研究迭代学习控制算法的原理及其在机械臂中的应用，以期为相关领域的研究和应用提供参考。
二、迭代学习控制算法研究1. 算法原理迭代学习控制算法是一种基于迭代思想的优化控制方法，通过多次迭代过程，使系统逐渐逼近理想的控制效果。
其基本原理是在每个迭代周期内，根据系统当前状态和期望状态之间的误差，调整控制输入，使系统在下一次迭代中达到更接近期望状态的效果。
2. 算法特点迭代学习控制算法具有以下特点：一是针对重复性任务进行优化，适用于机械臂等需要多次执行相同或相似任务的场景；二是通过多次迭代逐渐逼近理想控制效果，具有较好的鲁棒性和适应性；三是算法实现简单，易于与其他控制系统集成。
三、迭代学习控制在机械臂中的应用1. 机械臂控制系统概述机械臂是一种典型的重复性任务执行机构，需要高精度的位置和姿态控制。
传统的机械臂控制系统主要采用基于模型的控制方法，但在实际运行中往往受到模型不确定性、外界干扰等因素的影响，导致控制效果不理想。
而迭代学习控制算法可以有效地解决这些问题。
2. 迭代学习控制在机械臂中的应用实例以一个典型的工业机械臂为例，采用迭代学习控制算法对机械臂进行控制。
首先，根据任务需求设定期望轨迹；然后，通过迭代学习控制算法计算控制输入，使机械臂逐渐逼近期望轨迹；最后，通过传感器实时监测机械臂的状态，将实际轨迹与期望轨迹进行比较，调整控制输入，使机械臂在下一次迭代中达到更接近期望轨迹的效果。
在实际应用中，迭代学习控制算法可以根据机械臂的具体任务和要求进行定制化设计。
例如，针对不同类型和规格的机械臂，可以调整算法的参数和结构，以适应不同的控制需求。
机械手RBF神经网络滑模迭代学习控制
…
…
…
…
…
…
…
…
…
．
学 熏 一 ＿
机 械 手 Ｒ Ｂ Ｆ神 经 网 络 滑 模 迭 代 学 习 控 制
辽宁石 油化 工大学 张 囡 中国石 油抚顺石化公 司乙烯项 目生产管理部 李元明
【 摘要 】在机械手 的轨迹 控制的迭代学 习控 制中，迭代 学习的学 习律难 以选择 。本文结合Ｋ Ｂ Ｆ 神经网络滑模变结 构控制和 迭代学习控制的基本思想 ，提 出采用Ｒ Ｂ Ｆ 神经网
络滑模变结构控制确定学 习律 的方法。并运用Ｍａ ｄ 出软件Ｓ ｉ ｍ ｕ ｌ ｉ ｎ ｋ 对该方法应用 于机械 手轨迹 跟踪控制的情况进行 了仿真研究 ，结果表明该方法具有学 习速度快、跟踪精度 高、鲁棒 性强等优点。 【 关键词 】迭 代学 习控制 ；Ｒ Ｂ Ｆ 神经网络滑模控制
１ ． 引 言
机 械 手 的轨 迹 跟 踪控 制 是机器 人控 制 中 的一类 重 要 的控 制 ，很 多学 者相 继 提 出 了许 多 控制 方法 。其 中迭代 学 习控制 （ Ｉ ｔ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｖ ｅ Ｌ ｅ ａ ｒ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｃ ｏ ｎ ｔ ｒ ｏ ｌ ，Ｉ Ｌ Ｃ ） 由于采 用迭代方式 ， 能完 整跟 踪任 意复杂 的理想输入 ，被 认为是一 种行之 有效 的解 决方法 ，现 已成为 了智能控制 的一个 重要分支 。迭代学 习控制最早是 由日本 学者 内山 （ ｍ ． Ｕ ｃ ｈ ｉ ｇ ａ ｍ ａ ） 于１ ９ ７ ８ 年研 究高速运动 机械 手的控制 问题提 出的…。近三十年 来 ，迭
ｄ ｗ ￣ ＝－ｒ ／ 叫
（ ６ ）
其 中口＞０ 。
由于：
。 ） 盖 端 ）
基于神经网络变结构控制的机械臂系统研究毕业论文
基于神经网络变结构控制的机械臂系统研究毕业论文目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1.1 研究目的与意义 (1)1.2 机械臂控制技术概述 (1)1.2.1 国外机械臂研究现状 (1)1.2.2 国内机械臂研究现状 (3)1.2.3 机械臂控制方法研究进展 (5)1.3 滑模变结构的发展概况 (6)1.4 本论文主要研究内容 (8)2.基础理论 (10)2.1 滑模变结构控制理论知识 (10)2.1.1 滑动模态定义 (10)2.1.2 滑模变结构控制的定义 (11)2.1.3 滑模变结构的等效控制 (12)2.1.4 滑模变结构控制系统的动态品质 (13)2.2 神经网络理论知识 (15)2.2.1 BP 神经网络 (15)2.2.2 径向基函数网络 (17)2.3 本章小结 (20)3.滑模变结构控制 (21)3.1 滑模变结构控制 (21)3.1.1 滑模控制器设计方法 (21)3.1.2 滑模变结构控制的抖振问题 (22)3.2 积分变结构控制 (22)3.2.1 积分变结构控制算法 (23)3.3 基于RBF 型滑模变结构控制 (24)3.3.1 RBF 滑模变结构控制算法 (24)3.4 本章小结 (25)4 .机械臂神经网络变结构控制 (27)4.1 机械臂系统的模型 (27)4.1.1 机械臂系统的数学模型 (27)4.1.2 MATLAB 下建立机械臂系统模型 (29)4.2 机械臂滑模变结构控制 (31)4.2.1 机械臂滑模变结构控制 (31)4.2.2 系统仿真 (34)4.3 基于RBF 神经网络滑模变结构控制 (32)4.3.1 机械臂RBF 滑模变结构控制 (36)4.3.2 系统仿真 (36)4.4 本章小结 (42)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (46)绪论1.1 研究目的与意义机器人学科是一门迅速发展的综合性前沿学科，它涉及到机构学、计算机学、传感器技术、仿生学和控制论等学科，因此受到工业界和学术界的高度重视。
基于迭代滑模的机械臂控制策略
的
》和《机器人产业
（2016-
2020年）》等，同时科技部通过863项目对机器人
研究
&
迭代学习控制 有严格数学 的一
支，于
非线性、
、建模、运动具
有 性的高精度控制 &迭代学习控制与其
控制算法 ，数学模型精确、算法简单且
踪， 系统存在鲁棒性 ⑶&滑
基金项目：国家自然科学基金项目（61663022） 作者简介：鲁文儒（1995-），男，硕士研究生，研究方向为工业机器人控制
，与统迭代学习控制 ，系统具有鲁棒性。物理
证了所提控制策略的有效性。
关键词：机械臂；迭代学习控制；滑模控制"Lyapunov理论 中图分类号：TP 242.2 文献标志码：A 文章编号：1673-6540（2019） 12-0033-07
Manipulator Control Strategy Based on Iterative Sliding Mode *
LU Wenru1, ZHANG Xi.，, ZHANG Jing1, XU Wenbo1 (1. School of Automation and Electrical Engineering, Lanzhou Jiaotong University, Lanzhou 730070, China;
Key words: manipulator ； iterative learning control ； sliding mode control ； Lyapunov theory
0引言
机械臂是一种 入 有非线性、 不确定
出的复杂系统，具 [1-2]&机械臂种类
、作 ，在
、工业
用 &中国 出台了《关于推进机器人产业
滑模控制技术在机械臂路径跟踪的应用
滑模控制技术在机械臂路径跟踪的应用一、滑模控制技术概述滑模控制技术是一种非线性控制方法，起源于20世纪50年代，最初应用于航空领域。
它的核心思想是通过设计一个滑动面，使得系统状态能够从初始状态到达这个滑动面，并在其上滑动至目标状态。
滑模控制具有快速响应、抗干扰能力强、易于实现等优点，因此在工业自动化、机器人控制等领域得到了广泛的应用。
1.1 滑模控制技术原理滑模控制技术的基本原理是选择一个合适的滑动面，使得系统状态在该面上的动态行为满足期望的性能指标。
当系统状态达到滑动面时，控制作用会使得状态沿着滑动面滑动，直至达到期望的平衡状态。
滑模控制的关键在于滑动面的设计，它决定了系统的动态性能和稳定性。
1.2 滑模控制技术特点滑模控制技术具有以下特点：- 强鲁棒性：对系统参数变化和外部干扰具有较强的不敏感性。
- 快速性：能够快速响应系统状态的变化，实现快速跟踪。
- 易于实现：控制算法结构简单，易于在数字控制系统中实现。
- 可调整性：通过调整控制参数，可以灵活地满足不同的性能要求。
二、机械臂路径跟踪问题机械臂路径跟踪是机器人技术中的一个重要问题，它要求机械臂能够按照预定的路径精确地移动，以完成各种任务。
路径跟踪的精度直接影响到机械臂的操作性能和任务完成的质量。
2.1 机械臂路径跟踪的重要性机械臂路径跟踪的精确性对于提高生产效率、保证产品质量具有重要意义。
在自动化生产线、医疗手术、空间探索等领域，精确的路径跟踪是实现高效、安全操作的基础。
2.2 机械臂路径跟踪的挑战机械臂路径跟踪面临诸多挑战，包括：- 动力学不确定性：机械臂的动力学特性可能因负载变化、磨损等因素而发生变化。
- 外部干扰：环境因素如温度、湿度、振动等可能对机械臂的运动产生影响。
- 非线性特性：机械臂的动力学模型通常具有非线性特性，增加了控制的复杂性。
三、滑模控制在机械臂路径跟踪中的应用将滑模控制技术应用于机械臂路径跟踪，可以有效提高跟踪精度和系统稳定性。
机械手RBF神经网络滑模迭代学习控制
机械手RBF神经网络滑模迭代学习控制作者：张囡李元明来源：《电子世界》2013年第10期【摘要】在机械手的轨迹控制的迭代学习控制中，迭代学习的学习律难以选择。
本文结合RBF神经网络滑模变结构控制和迭代学习控制的基本思想，提出采用RBF神经网络滑模变结构控制确定学习律的方法。
并运用Matlab软件Simulink对该方法应用于机械手轨迹跟踪控制的情况进行了仿真研究，结果表明该方法具有学习速度快、跟踪精度高、鲁棒性强等优点。
【关键词】迭代学习控制；RBF神经网络滑模控制1.引言机械手的轨迹跟踪控制是机器人控制中的一类重要的控制，很多学者相继提出了许多控制方法。
其中迭代学习控制（Iterative Learning Control，ILC）由于采用迭代方式，能完整跟踪任意复杂的理想输入，被认为是一种行之有效的解决方法，现已成为了智能控制的一个重要分支。
迭代学习控制最早是由日本学者内山（M.Uchigama）于1978年研究高速运动机械手的控制问题提出的[1]。
近三十年来，迭代学习控制的研究有了较大发展。
在迭代学习控制研究中，学习律是关键。
如Arimolo和他的合作者首先提出D型学习律[2]，之后他们又相继提出PD型、PID型学习律等。
但是从实际的机械手控制来看，由于机械手对象的复杂性以及各种不确定性等因素，模型的求解往往存在诸多困难，所以，采用神经网络滑模控制不失为较好的选择。
本文提出运用RBF神经网络滑模控制确定学习律的方法，并运用Simulink对机械手轨迹跟踪控制的情况进行了仿真研究，结果表明该方法具有学习速度快、跟踪精度高、鲁棒性强等优点。
2.迭代学习控制的基本思想迭代学习控制[3]通过函数迭代的方法寻找期望的控制变量，即利用前次迭代的输出误差构造用于修正下一次控制的学习律，通过反复迭代使收敛于。
学习律的典型形式为：其中，为期望输出、为线性或非线性算子。
实际上可以被看作是前次迭代积累下来的控制经验，而则是第次迭代时获得的输出误差信息，用以修正前次的控制经验。
机械臂的滑模控制算法研究
机械臂的滑模控制算法研究机械臂的滑模控制算法研究摘要：机械臂的滑模控制算法是一种特殊的控制算法，通过建立滑模面和滑模控制律来实现对机械臂系统的精确控制。
本文将介绍机械臂的滑模控制算法的基本原理和研究进展，探讨滑模控制算法在机械臂控制中的应用与挑战。
一、引言机械臂是一种多关节的机构，具有高度灵活、精确性好、速度快等特点，广泛应用于工业生产、医疗手术、空间探测等领域。
机械臂的运动控制是实现其精确操作的关键，滑模控制算法作为一种高鲁棒性的控制方法，逐渐受到研究者的关注。
二、滑模控制算法的基本原理滑模控制算法是一种基于滑模面和滑模控制律的控制方法。
首先，通过选择合适的滑模面，将系统状态引导至滑模面上，然后通过滑模控制律对滑模面上的动态进行调整，最终实现对系统状态的控制。
滑模控制算法具有简单、鲁棒性强等特点。
三、滑模控制算法在机械臂控制中的应用1. 机械臂的轨迹跟踪控制：通过建立轨迹跟踪误差的滑模面，利用滑模控制律对机械臂进行控制，实现对预期轨迹的精确跟踪。
2. 机械臂的扰动抑制控制：通过建立扰动估计器和滑模面，对机械臂系统的扰动进行抑制，提高系统的鲁棒性和抗干扰能力。
3. 机械臂的力控制：通过引入合适的滑模面和力学特性模型，对机械臂的力进行精确控制，使机械臂能够对外界力的变化做出快速响应。
4. 机械臂的姿态控制：通过引入姿态误差的滑模面和控制律，对机械臂的姿态进行控制，实现对目标姿态的精确调节。
四、滑模控制算法研究的挑战与展望1. 模型误差对控制性能的影响：机械臂系统的模型往往是复杂且不确定的，模型误差对滑模控制算法的性能有着重要影响，如何减小模型误差，提高控制精度是当前研究的难点。
2. 非线性特性分析与控制设计：机械臂系统具有非线性特性，非线性分析与控制设计是研究中的关键问题，需要进一步深入研究非线性系统的稳定性和鲁棒性。
3. 控制器的鲁棒性和自适应性：滑模控制算法对初始条件的敏感性较高，如何提高算法的鲁棒性和自适应性是未来的研究方向。
基于迭代学习的机械臂轨迹跟踪控制研究
学 校 代 码 10459学号或申请号 ************密 级硕 士 学 位 论 文基于迭代学习的机械臂轨迹跟踪控制研究作 者 姓 名： 郑壕楠导 师 姓 名： 刘艳红 教授学 科 门 类： 工 学专 业 名 称： 控制理论与控制工程培 养 院 系： 电气工程学院完 成 时 间： 2018年5月A thesis(dissertation) submitted toZhengzhou Universityfor the degree of MasterTrajectory Tracking Control of Robotic Manipulator via Iterative Learning ControlBy Haonan ZhengSupervisor: Professor Yanhong LiuControl Theory and Control EngineeringSchool of Electrical EngineeringMay, 2018学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律责任由本人承担。
学位论文作者：日期：年月日学位论文使用授权声明本人在导师指导下完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属郑州大学。
根据郑州大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权郑州大学可以将本学位论文的全部或部分编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或者其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。
本人离校后发表、使用学位论文或与该学位论文直接相关的学术论文或成果时，第一署名单位仍然为郑州大学。
保密论文在解密后应遵守此规定。
《2024年迭代学习控制算法研究及在机械臂中的应用》范文
《迭代学习控制算法研究及在机械臂中的应用》篇一一、引言随着工业自动化和智能制造的快速发展，机械臂作为工业生产中不可或缺的一部分，其控制算法的研究显得尤为重要。
迭代学习控制算法作为一种有效的控制策略，在机械臂的轨迹跟踪和控制中发挥了重要作用。
本文将重点研究迭代学习控制算法的原理、特点及其在机械臂中的应用。
二、迭代学习控制算法研究1. 算法原理迭代学习控制算法是一种基于迭代思想的控制方法，通过多次迭代逐渐逼近目标轨迹。
该算法在每次迭代过程中，根据系统输出的误差信息，不断调整控制器的参数，使系统逐渐趋于稳定状态。
迭代学习控制算法具有简单易行、易于实现、对模型误差具有较好的鲁棒性等优点。
2. 算法特点迭代学习控制算法具有以下特点：（1）迭代性：算法通过多次迭代逐渐逼近目标轨迹，具有较好的适应性。
（2）自适应性：算法能够根据系统输出的误差信息，自动调整控制器参数，使系统逐渐趋于稳定状态。
（3）鲁棒性：算法对模型误差具有较好的鲁棒性，能够在一定程度上克服系统的不确定性。
三、迭代学习控制在机械臂中的应用机械臂是一种高度复杂的运动系统，其轨迹跟踪和控制具有一定的难度。
迭代学习控制算法在机械臂的轨迹跟踪和控制中发挥了重要作用。
下面将介绍迭代学习控制在机械臂中的应用及其实验结果。
1. 机械臂控制系统设计机械臂控制系统采用迭代学习控制算法，通过多次迭代逐渐逼近目标轨迹。
控制系统包括传感器、控制器和执行器等部分，其中传感器用于获取机械臂的位置和速度等信息，控制器采用迭代学习控制算法进行轨迹规划和控制，执行器则根据控制器的指令驱动机械臂进行运动。
2. 实验结果与分析通过实验验证了迭代学习控制在机械臂中的应用效果。
实验结果表明，采用迭代学习控制算法的机械臂能够快速、准确地跟踪目标轨迹，具有较高的轨迹跟踪精度和稳定性。
与传统的控制方法相比，迭代学习控制算法具有更好的适应性和鲁棒性，能够在一定程度上克服系统的不确定性。
此外，迭代学习控制算法还具有简单易行、易于实现等优点，为机械臂的控制提供了有效的解决方案。
基于迭代学习的机械臂神经网络滑模控制
基于迭代学习的机械臂神经网络滑模控制
范其明;屈绿锋;李洪强;康洋
【期刊名称】《控制工程》
【年(卷),期】2024(31)1
【摘要】针对机械臂末端载荷变化引起机械臂抖动的情况,提出了将神经网络、滑模控制和迭代学习控制相结合的控制方法。
首先,利用神经网络的逼近特性,逼近建
模误差和外部干扰,使逼近值作为滑模控制器中新的增益,避免滑模控制器本身的抖振。
然后,引入迭代学习控制,发挥滑模控制和迭代学习控制各自的优势,得到精度高、鲁棒性强的控制方法。
最后,仿真结果表明,对于械臂末端载荷变化引起的不同范围
的外部干扰,所提控制方法只需较少的迭代次数就可以达到较高的轨迹跟踪精度。
利用迭代过程中误差最小的控制力矩对机械臂进行控制,可以使机械臂准确到达所
需位置。
【总页数】7页(P25-31)
【作者】范其明;屈绿锋;李洪强;康洋
【作者单位】天津中德应用技术大学智能制造学院;天津理工大学机械工程学院;天
津理工大学机电工程国家级实验教学示范中心;武汉船用机械有限责任公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP24
【相关文献】
1.基于终态滑模的机械臂自适应迭代学习控制
2.基于神经网络的鲁棒自适应滑模迭代学习控制
3.基于分数阶微积分的机械臂迭代滑模控制策略研究
4.基于指数增益迭代学习的机械臂二阶滑模控制方法
5.机械臂的P型闭环时变滑模迭代学习控制
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于神经网络变结构控制的机械臂系统研究本科论文
摘要随着科学的不断发展和人类的需要，机器人技术被广泛用于各种领域，同时也受到工业、学术等各界的高度重视。
在研究机器人的过程中，它的控制系统尤为重要，这种系统具有较强的非线性和不确定性。
近年来，机器人的智能控制受到世界各国科学家的高度重视。
本文将神经网络控制与滑模变结构控制相结合，用于机关节的位置、定期运动和轨迹跟踪等控制。
首先，简单介绍机械臂系统结构，详细分析系统的数学模型和该系统具有的不稳定和非线性特点。
在MATLAB/SIMULINK 中编写S-函数程序，并建立机械臂系统动态模型，解决机械臂复杂系统建模困难的问题。
其次，根据滑模变结构控制与系统参数及扰动无关的特性，设计了滑模变结构控制器，设计中采用等效切换控制，并通过Lyapunov 稳定性判据确定滑模开关增益，保证机械臂系统稳定。
文中指出，由于机械臂系统的不确定性，使得传统滑模变结构控制需要很大的切换增益，因而产生较大抖振。
最后，本文提出一种基于径向基函数(RBF)神经网络的滑模变结构控制，其中滑模变结构控制器用以抵制干扰并保证系统稳定，RBF 控制用以逼近机械臂动态系统，通过自学习能力克服系统不确定性以减小切换增益，降低系统抖振，使系统具有更好的稳定性。
本文分别采用滑模变结构、基于RBF 神经网络的滑模变结构对机械臂系统进行控制，仿真结果表明，RBF神经网络滑模变结构控制具有更好的稳定性和抗干扰性。
关键词机械臂；滑模变结构；神经网络；径向基函数AbstractWith the development of science and the need of human, robot technology has been used in various fields widely, and has been valued in the field of industry and science. The key of robots is its control system, the robot is a nonlinear and uncertainty system. Recently, the intelligence control of robots has been valued by scientists of all kinds of countries. This paper will put neural network control and sliding mode variable structure control together, used to control the position of joint and the trajectory tracking.First of all, It describes the robot manipulators system’s composition and analyses the dynamic model in detail, and points out that the system has not stable and nonlinear characteristics. Then, it sets up manipulator system dynamic model by S-the function in the MATLAB environment, resolve the problem that mechanical arm complex system modeling difficultly.Secondly,according to the sliding mode variable structure control systemparameters has nothing to do with the characteristics of the disturbance, designs SMC using equivalent switch control, and Lyapunov stability theorem is used to decide sliding mode switch gain, ensure robot manipulator system stability. In this paper, because of the uncertainty of the robot manipulator system, make traditional sliding mode variable structure control need a great deal of switch gain, and cause large chattering.Finally, a kind of controller based on the radial basis function (RBF) neural network of sliding mode variable structure control has been designed in this paper. It ensures that the system is stable using sliding mode variable structurecontroller, and RBF control approach to mechanical arm dynamic system, through the learning ability overcome system to reduce uncertainty switch gain, and reduce the chattering. This paper using sliding mode variable structure, RBF neural network sliding mode variable structure control of mechanical arm system, and the simulation results show that the RBF neural network sliding mode variable structure control has better stability and anti-jamming.Keywords robot manipulator, sliding mode control, neural network, radial basis function目录摘要 (I)Abstract (II)绪论 (1)1.1 研究目的与意义 (1)1.2 机械臂控制技术概述 (1)1.2.1 国外机械臂研究现状 (1)1.2.2 国内机械臂研究现状 (3)1.2.3 机械臂控制方法研究进展 (5)1.3 滑模变结构的发展概况 (6)1.4 本论文主要研究内容 (8)2.基础理论 (10)2.1 滑模变结构控制理论知识 (10)2.1.1 滑动模态定义 (10)2.1.2 滑模变结构控制的定义 (11)2.1.3 滑模变结构的等效控制 (12)2.1.4 滑模变结构控制系统的动态品质 (13)2.2 神经网络理论知识 (15)2.2.1 BP 神经网络 (15)2.2.2 径向基函数网络 (17)2.3 本章小结 (20)3.滑模变结构控制 (21)3.1 滑模变结构控制 (21)3.1.1 滑模控制器设计方法 (21)3.1.2 滑模变结构控制的抖振问题 (22)3.2 积分变结构控制 (22)3.2.1 积分变结构控制算法 (23)3.3 基于RBF 型滑模变结构控制 (24)3.3.1 RBF 滑模变结构控制算法 (24)3.4 本章小结 (25)4 .机械臂神经网络变结构控制 (27)4.1 机械臂系统的模型 (27)4.1.1 机械臂系统的数学模型 (27)4.1.2 MATLAB 下建立机械臂系统模型 (29)4.2 机械臂滑模变结构控制 (31)4.2.1 机械臂滑模变结构控制 (31)4.2.2 系统仿真 (34)4.3 基于RBF 神经网络滑模变结构控制 (32)4.3.1 机械臂RBF 滑模变结构控制 (36)4.3.2 系统仿真 (36)4.4 本章小结 (42)结论 (43)参考文献 (44)致谢 (46)绪论1.1 研究目的与意义机器人学科是一门迅速发展的综合性前沿学科，它涉及到机构学、计算机学、传感器技术、仿生学和控制论等学科，因此受到工业界和学术界的高度重视。
基于神经网络滑模的机械臂轨迹跟踪控制方法
基于神经网络滑模的机械臂轨迹跟踪控制方法刘晶;普杰信;牛新月【摘要】针对机械臂轨迹跟踪控制中存在建模误差以及外界干扰造成的控制性能下降问题,提出一种改进的自适应神经滑模控制方法.分别选取状态反馈和改进的神经网络滑模方法来控制系统的确定部分和不确定部分.利用神经网络的非线性映射能力自适应地学习系统不确定性的未知上界,其输出作为滑模控制器的动态补偿项,Lyapunov函数法推导得到神经网络权值更新律.为保证神经网络映射的有效性,提高收敛速度,采用遗传算法对神经网络结构参数进行优化.双关节机械臂系统的仿真结果表明了该方案的有效性.【期刊名称】《计算机工程与设计》【年(卷),期】2019(040)007【总页数】5页(P1934-1938)【关键词】神经网络;滑模控制;遗传算法;轨迹跟踪;机械臂【作者】刘晶;普杰信;牛新月【作者单位】河南科技大学信息工程学院,河南洛阳471023;河南科技大学信息工程学院,河南洛阳471023;河南科技大学信息工程学院,河南洛阳471023【正文语种】中文【中图分类】TP2410 引言多关节机械臂已发展成为工业控制领域中应用最为广泛的核心设备。
设计有效的控制器以实现机械臂末端快速稳定地跟踪期望的参考轨迹是针对机械臂控制的关键问题之一。
工程实践中，机械臂系统存在的建模误差以及受外界干扰等因素造成的不确定性给实现机械臂的无偏轨迹跟踪带来了挑战[1]。
作为特殊的非线性控制，滑模变结构在复杂非线性系统的控制中发挥着重要的作用，机械臂控制作为其中一个重要的研究方向，取得了许多重大突破[2-4]。
人工神经网络可以对任意非线性进行逼近，因此将其与滑模控制结合设计机器人控制策略得到了越来越多的关注[5-11]。
文献[5]设计了一种基于径向基函数网络(RBF)的滑模控制器，并以切换函数作为整个网络的输入，以连续的RBF函数作为控制器，从而消除切换项以削弱抖振。
文献[6]利用算法的表达、学习和再利用能力，设计自适应神经滑模控制器，来满足对参数未知的机械臂系统的轨迹跟踪。
剪叉平台上机械臂的滑模神经网络控制
剪叉平台上机械臂的滑模神经网络控制近年来，机械臂技术在工业自动化领域得到了广泛应用。
而滑模神经网络控制作为一种高效稳定的控制方法，被越来越多地应用于机械臂的运动控制中。
本文将探讨在剪叉平台上，如何应用滑模神经网络控制来实现机械臂的精准定位和稳定运动。
一、机械臂在剪叉平台上的应用剪叉平台是指一种具备夹持功能的平台，可以用于搬运、装卸操作等。
机械臂作为一种能够模拟并替代人力的自动化设备，可以实现剪叉平台的自动操作，提高工作效率和安全性。
机械臂的精准定位和稳定运动是实现剪叉平台操作的关键。
二、滑模神经网络控制介绍滑模神经网络控制是一种结合了滑模控制和神经网络控制的方法。
滑模控制通过引入滑模面来实现对系统状态的快速调节；神经网络控制利用网络的非线性映射和学习能力来逼近系统的未知部分。
滑模神经网络控制将两种方法的优点进行了有效的融合，使得系统能够获得更好的鲁棒性和适应性。
三、剪叉平台上机械臂的滑模神经网络控制实现在剪叉平台上，机械臂的滑模神经网络控制可以按照以下步骤进行实现：1. 建立系统模型：根据机械臂的运动学和动力学原理，建立机械臂的数学模型。
将机械臂的位置、速度、力矩等状态进行建模，并考虑外界环境对机械臂的影响。
2. 设计滑模控制器：根据系统模型和控制要求，设计滑模控制器。
滑模控制器的核心是滑模面的选择和滑模控制律的设计。
滑模面的选取要使得系统误差能够快速收敛至零，并保持在零附近。
滑模控制律的设计要考虑系统的非线性和不确定性。
通常可以采用自适应滑模控制律以提高控制性能。
3. 建立神经网络模型：根据系统模型和实际数据，建立神经网络模型。
神经网络的输入可以是机械臂的状态量，输出可以是滑模控制律的参数。
通过对已有数据的学习和训练，神经网络可以逼近系统的非线性映射关系。
4. 联合滑模神经网络控制：将滑模控制器和神经网络控制器进行联合，实现滑模神经网络控制。
滑模控制器负责快速调节系统状态，使其滑动至滑模面上；神经网络控制器则负责逼近系统未知部分，提供修正控制律的参数。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
基于迭代学习的机械臂神经网络滑模控制
神经网络已经成为人工智能领域的重要技术之一，在控制系统中的
应用愈发广泛。
机械臂作为自动化控制领域中的关键组件，对其精确
的控制要求越来越高。
而滑模控制作为一种优秀的控制方法，能够对
机械臂的运动进行精确控制。
本文将介绍基于迭代学习的方法来改进
机械臂滑模控制的效果。
一、背景介绍
机械臂作为一种重要的工业设备，广泛应用于制造业、物流业等领域。
其在生产线上能够完成各种复杂的任务，提高生产效率。
为了实
现对机械臂的精确控制，研究者们提出了许多控制方法，其中滑模控
制是一种常用的方法。
滑模控制通过引入滑模面来对系统进行控制，
具有较强的鲁棒性和鲁棒时延补偿能力。
然而，传统的滑模控制存在
一定的缺陷，如对系统模型的精确要求较高、参数调整困难等。
因此，本文将引入神经网络和迭代学习的思想来改进滑模控制方法。
二、神经网络的应用
神经网络是一种模拟生物神经网络的计算模型，能够模拟人脑的学
习和记忆能力。
在控制系统中，神经网络可以用于逼近非线性函数、
辨别模式、分类问题等。
在机械臂控制中，神经网络可以用来建立机
械臂运动学和动力学模型，从而实现对机械臂的精确控制。
通过神经
网络的学习与训练，可以逐渐提高模型的精确性和预测能力。
三、滑模控制的优化
针对传统滑模控制在参数调整上的困难，本文引入了迭代学习的思想，通过不断迭代更新机械臂控制器的参数，以提高滑模控制的性能。
具体来说，首先使用神经网络逼近机械臂的非线性函数，建立系统模型。
然后，利用滑模面在每个时间步上对系统进行控制，并通过误差
反馈更新机械臂控制器的参数。
在迭代学习的过程中，可以逐渐提高
控制器的性能和逼近精度，从而实现对机械臂的精确控制。
四、实验结果
通过对机械臂的迭代学习和滑模控制，本文进行了一系列的实验。
实验结果表明，基于迭代学习的机械臂神经网络滑模控制方法具有较
高的控制精度和鲁棒性。
与传统的滑模控制相比，该方法在系统模型
的逼近和参数调整上更加灵活和准确。
在实际应用中，可以根据具体
要求进行控制器的优化和参数调整，以实现对机械臂的更为精确和有
效的控制。
五、结论
本文提出了一种基于迭代学习的机械臂神经网络滑模控制方法，通
过引入神经网络逼近机械臂的非线性函数，以及通过滑模面对系统进
行控制，在每个时间步上通过误差反馈更新控制器的参数，以提高滑
模控制的性能和逼近精度。
实验结果表明，该方法具有较高的控制精
度和鲁棒性，在机械臂控制中具有较好的应用前景。
未来的研究方向
可以在此基础上进一步深入研究，提出更加高效、准确的控制方法，
以满足机械臂在精密加工、装配等领域的要求。