并联机械臂的数据驱动建模及自适应控制

【作者】 郭丁旭； 张舒； 徐鉴；

【机构】 同济大学航空航天与力学学院；

【摘要】 几个世纪以来,科学家们一直试图找出并记录自然界物理现象的数据背后的规律。对自然规律的认识不仅提供了因果之间的准确关系,而且还提供了在未知情况下进行预测的可能性。相对于神经网络这种难以进行物理解释的黑匣子方法,从数据中提取动态的可解释性的隐含规律是一项困难的工作,同时也是数据驱动方法要解决的重要问题。本文在并联机械臂这种复杂非线性动力学系统的工业背景下,从电机转角、转速、弯矩等数据出发,利用数据驱动方法建立了并联机械臂的可解释性的动力学模型,并通过学习数据集之外的测试外推,验证了所建立动力学模型的可靠性。同时本文研究了含有LuGre摩擦的并联机械臂自适应控制问题:首先,在已建立的并联机械臂动力学模型的基础上引入LuGre摩擦模型来描述伺服关节内部的摩擦行为;其次,构造含有动态摩擦补偿的自适应控制算法,并使用Lyapunov方法证明控制算法的有效性;最后,通过平面3-RRR并联机械臂数值算例,验证所提出控制算法的效果以及LuGre摩擦补偿的必要性。更多还原