气动人工肌肉手臂的神经网络Smith预估控制

• 作者: 佟河亭 王冬青 王钰 韩平畴
• 来源期刊: 控制工程
• 学科: 工学
• 关键词: 气动人工肌肉 递归神经网络 非线性Smith预估器 PID控制
• 年，卷（期）: 2012,（2）
• 所属期刊栏目: 机电一体化
• 页码范围: 254-257
• 分类号: TP273
• 字数: 3505字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1671-7848.2012.02.018

摘要

针对含时滞d的1关节气动人工肌肉(PAM)手臂,用三层递归神经网络(RNN),建立PAM手臂包含时滞的模型(即非线性Smith预估器),并超前d步预测PAM手臂的输出角度.将此超前d步的预测值作为反馈量,与设定值相比较得到的误差作为PID控制器输入量,实现Smith预估PID控制.同时每一步都用RNN模型当前时刻的输出值与PAM手臂当前时刻实际输出值之差的平方做为RNN权值的在线调整准则对RNN预测模型的权值进行在线调整,以自适应PAM手臂的不确定性和时变性.使用Matlab通过串口和研华亚当模块对实物PAM手臂进行控制,控制效果表明所提出的Smith预估PID控制算法比常规PID控制算法的性能有显著提高,证明所提出的算法是有效的和切实可行的.