神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在機(jī)械手逆解求解中的應(yīng)用.pdf

1、機(jī)械手是機(jī)器人的一種,可以廣泛使用在社會(huì)生活的各個(gè)方面,比如機(jī)器控制,易爆物品的裝配、搬運(yùn)或拆卸,以及消防滅火、反恐等高度危險(xiǎn)場(chǎng)合代替或輔助人完成高危工作,具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　當(dāng)前,對(duì)于機(jī)械手的研究主要包括三個(gè)方面:一是機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的研究;二是是機(jī)械手動(dòng)力學(xué)方面的研究;三是機(jī)械手軌跡規(guī)劃方面的研究。在這三個(gè)方面的研究中,機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)是基礎(chǔ)。機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)包括機(jī)械手運(yùn)動(dòng)模型的建立和機(jī)械手運(yùn)動(dòng)方程正解、逆解的求解問題。而機(jī)械手

2、運(yùn)動(dòng)方程的逆解求解問題直接關(guān)系到機(jī)械手運(yùn)動(dòng)分析、離線編程、軌跡規(guī)劃和實(shí)時(shí)控制等工作。因此,對(duì)機(jī)械手運(yùn)動(dòng)方程的逆解進(jìn)行求解是機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)研究中一個(gè)非常重要的課題。
　　本文以SCARA型機(jī)械手為例,對(duì)其運(yùn)動(dòng)學(xué)進(jìn)行了分析,采用D-H方法建立運(yùn)動(dòng)學(xué)模型,并推導(dǎo)出正運(yùn)動(dòng)學(xué)方程。為后面章節(jié)進(jìn)行的仿真實(shí)驗(yàn)奠定理論基礎(chǔ)。
　　機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)方程是一個(gè)非線性系統(tǒng),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)于非線性系統(tǒng)具有強(qiáng)大的逼近能力,由此把神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用于機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解求

3、解過程,利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的非線性函數(shù)逼近能力,可以求得機(jī)械手運(yùn)動(dòng)方程的逆解。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用比較廣泛的是BP算法和RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。針對(duì)傳統(tǒng)BP算法在訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的不足之處,如搜索速度慢、求解精度低、易于陷入局部極小值等,提出了基于遺傳算法的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接權(quán)值,求解機(jī)械手運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解。理論分析和數(shù)值仿真結(jié)果表明遺傳算法優(yōu)化BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來求解機(jī)械手逆運(yùn)動(dòng)學(xué)方程是實(shí)用可行的,收斂速度和求解精度都較傳統(tǒng)BP算法有所提高。對(duì)于RBF神經(jīng)網(wǎng)