基于神经网络的力矩补偿动力学参数辨识

张明路, 王清, 刘璇, 李满宏

天津大学学报(自然科学与工程技术版) ›› 2024, Vol. 57 ›› Issue (07) : 759-767.

基于神经网络的力矩补偿动力学参数辨识

  • 张明路, 王清, 刘璇, 李满宏
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摘要

针对机械臂刚柔耦合动力学模型拟合精度不高的问题,在分析动力学参数对各关节力矩影响的基础上,提出了一种基于神经网络力矩补偿的动力学参数辨识方法.首先,对动力学模型进行线性化分析,得到最小惯性参数集,设计机械臂激励轨迹,并采集各关节数据集.其次,搭建神经网络架构,对不同隐藏层数的神经网络模型的训练效果比较,证明了本文模型的准确性.将关节位置、速度、加速度数据集作为网络架构输入,经过神经网络学习后提取出各关节力矩.最后,对算法辨识出来的模型进行验证,以模型预测力矩的均方根误差为评判标准,关节拟合力矩结果表明,本文所用方法相较刚体逆动力学有更好的拟合精度,减少了关节摩擦等非线性因素对辨识实验的影响,得到更精准的动力学模型,对机械臂系统有更好的控制效果.

关键词

机械臂 / 神经网络 / 参数辨识 / 力矩拟合

中图分类号

TP241 / TP183

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张明路, 王清, 刘璇, 李满宏. 基于神经网络的力矩补偿动力学参数辨识. 天津大学学报(自然科学与工程技术版). 2024, 57(07): 759-767

基金

国家重点研发计划资助项目(20022YFB4701102); 国家自然科学基金资助项目(U1913211); 河北省自然科学基金资助项目(F2021202062)

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