基于低通濾波器的不確定機(jī)器人迭代學(xué)習(xí)控制

2012年04月12日11:11:52 本網(wǎng)站我要評(píng)論(2)字號(hào)：T | T | T

王躍靈，沈書(shū)坤，王洪斌
燕山大學(xué)工業(yè)計(jì)算機(jī)控制工程河北省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北秦皇島

摘　　　要：針對(duì)不確定機(jī)器人系統(tǒng)軌跡跟蹤問(wèn)題，并更好地消除系統(tǒng)不確定性對(duì)控制性能的影響，提出一種基于低通濾波器的迭代學(xué)習(xí)控制方法。采用滑模變結(jié)構(gòu)控制（ＳＭＣ）以提高控制器對(duì)系統(tǒng)干擾和攝動(dòng)的魯棒性，并在控制器輸出端引入低通濾波器（ＬＰＦ）來(lái)消除滑�？刂浦谐霈F(xiàn)的抖振現(xiàn)象。將系統(tǒng)的不確定項(xiàng)描述為周期性和非周期性?xún)刹糠郑ㄟ^(guò)采用迭代學(xué)習(xí)算法對(duì)周期性不確定部分進(jìn)行迭代學(xué)習(xí)，采用ＲＢＦ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)非周期性不確定部分的未知上界進(jìn)行自適應(yīng)學(xué)習(xí)。該控制方法不僅對(duì)系統(tǒng)的不確定性和有界外部擾動(dòng)具有魯棒性，而且使得整個(gè)系統(tǒng)在迭代域中是全局漸近穩(wěn)定的。嚴(yán)格的理論推導(dǎo)和仿真結(jié)果表明了該控制策略的有效性。

關(guān)　鍵　詞：低通濾波；機(jī)器人；迭代學(xué)習(xí)控制；ＲＢＦ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；滑模變結(jié)構(gòu)控制

１　引　言
針對(duì)機(jī)器人的重復(fù)性動(dòng)作，考慮其不確定性和非線性特點(diǎn)，提出一種基于濾波器的不確定機(jī)器人迭代學(xué)習(xí)控制方法。將系統(tǒng)的不確定項(xiàng)描述為周期性和非周期性?xún)刹糠郑郏豹玻玻�。迭代學(xué)習(xí)控制方法自提出以來(lái)就一直受到控制界廣泛關(guān)注，現(xiàn)已有大量關(guān)于迭代學(xué)習(xí)控制算法的研究成果［３５］。迭代學(xué)習(xí)控制適合于具有某種重復(fù)運(yùn)動(dòng)性質(zhì)的被控制對(duì)象［６］，且具有魯棒性，能實(shí)現(xiàn)完全跟蹤，控制器形式簡(jiǎn)單，只需較少的先驗(yàn)知識(shí)。徑向基（ＲＢＦ）神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)［７］可以以任意精度逼近任意的非線性函數(shù)，且具有全局逼近能力。因此，采用迭代學(xué)習(xí)控制學(xué)習(xí)周期性不確定部分，采用ＲＢＦ神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)學(xué)習(xí)非周期性不確定部分的未知上界，并利用魯棒控制補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的誤差，并在控制器輸出端加入低通濾波器，以有效地濾除高頻抖振控制信號(hào)。該控制方法不僅提高了系統(tǒng)對(duì)參數(shù)變化和外界干擾的魯棒性，而且保證了系統(tǒng)的全局穩(wěn)定性。

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