72 北京科技大学学报 2003年第1期 杆2 →6M 神经网络控制器 6 e M 图6移动平台的鲁棒控制器 Fig.6 Robust controller of the mobile platform 图5轮式移动操作机器人 Fig.5 Wheeled mobile manipulator em- 轮子半径r=0.5m;轮子质量m=5.0kg;轮子转 动惯量1w=0.625kgm2,1m=0.35kgm2；平台最大 偏向角中mm=40.0°；机械手转动惯量1=0.3kgm2 神经网络控制器 轮式移动平台的鲁棒控制器如图6所示： 此网络的输人为u=[广。，p,9ml,9na,9ml,9m,中p,9al, 图7平台上机械手的鲁棒控制器 9,中，]”，输出为，神经网络结构确定为 Fig.7 Robust controller of manipulator on platform NN=N(n=10,m=1,h=7).机械手的鲁棒控制 角为0°，初始位置为x=0,y=0,初始航向角为0° 器如图7所示：输入为m=[它，n,,9m,中，9i, 其中，k=0.15,k=0.6,k=2.0,k-49,k=14.图9(a)表 q中，]”，输出为t[t,tmm,神经网络结构确定 示平台受到干扰D,无神经网络NNCa补偿时， 为NN=Nt(n=8,m=2,h=5). 平台跟踪=4.0的情况，可以看到跟踪曲线是不 利用Matlab的Simulink建立系统的仿真模 稳定的.图9b)表示经神经网络NNC补偿后， 型，模型中神经网络控制器的权系值用Visual 平台跟踪)y=4.0的情况.经过神经网络补偿后，跟 C+语言编制的遗传算法MEX文件程序来搜索， 踪曲线收敛到给定值.图9（©）为机械手的杆1的 从而实现对鲁棒跟踪控制器的计算机仿真 变量q!在受到干扰Dm1,无神经网络补偿时跟踪 仿真结果如图8和图9所示.图8表示移动 误差el=qa一qn:曲线.图9(d)为有神经网络补 平台未受干扰时，被跟踪路径为直线=4.0，航向 偿时跟踪误差曲线， 80 56 0.8 (a) 0.6 60 3 0.4 号40叶 0元 0.2 20F 0.0 0 0.2 02040 6080 0 20 40 60 80 02040 6080 t/s t/s t/s 1.0 (d) 图8轮式移动操作机器人鲁棒跟踪控制仿真结果（平台未受干扰） 0.5 Fig.8 Simulating results of the robust following controller of the wheeled 翠 mobile manipulator 0.0 0.5 0 2040 6080 t/s北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 丸 城 棍 图 ‘ 移 动 平 台的 棒控 制 器 图 轮式移 动操作机器 人 轮子半径 轮子质量 二 轮 子转 动惯量， 二 · 耐 ，几 · ， 平 台最 大 偏 向角价 二 机械手转动惯量 二 · 耐 轮 式 移 动 平 台 的鲁 棒 控 制器 如 图 所 示 此 网 络 的 输 人 为 气 ， ， 冲 ，， 奋 ， 价 ， ， 、 ， 、 盛 ， 输 出 为 略 ， 神 经 网 络 结 构 确 定 为 乙 。 ， 二 ， 二 ， 机械手 的鲁棒控制 器 如 图 所 示 输 人 为 代 ， 气 ， 奋 ，， 奋 ， 必 ， ，， ，叭 ， 输 出为 风 ， ‘ ， 神经 网络结构 确定 为 己 。 ， 。 ， ， “ 利用 的 建立 系统 的仿 真模 型 ， 模 型 中神经 网络 控制 器 的权 系值 用 十 语言编制 的遗传算法 文件程 序来搜索 ， 从 而 实现对 鲁棒 跟 踪控制器 的计算机仿 真 仿 真结 果 如 图 和 图 所示 图 表示 移 动 平 台未受干 扰 时 ， 被 跟 踪路径 为直线厂 ， 航 向 人 呱 么 神经网络控制器 图 平 台上机械手 的每棒控制器 · 角 为 ， 初 始位置 为 ， 产 ， 初 始航 向角 为 其 中 ， ， ， 丸 ， 允 ， ， 瓜二 图 表 示 平 台受到干 扰几 ， 无 神经 网络 补 偿 时 ， 平 台跟踪厂 的情况 ， 可 以 看 到跟 踪 曲线是 不 稳定 的 图 表示 经 神 经 网络 。 补偿后 ， 平 台跟踪厂 的情况 经过神经 网络补偿后 ， 跟 踪 曲线 收敛 到 给定值 图 为机械 手 的杆 的 变量 ， 在受到干扰 ， 无神经 网络补 偿 时 跟 踪 误差 一 曲线 图 为有 神经 网络 补 偿 时 跟踪误差 曲线 “ 画 卜 日 ，一，月 。 ，‘，百‘ 叫绷、 日。、从 刀 八只 、‘ ‘护 ‘ 只 一含 ︺ 气‘ 日 ，乙 ︸ 长 城︸一 ︸ 了了厂 ‘‘ 今‘ 已 绷 唯 卜‘ 一， 图 轮式移 动操作机器人 鲁棒跟踪 控 制仿真结 果 平 台未受干 扰 褚 黑