基于自适应动态规划机械臂运动策略仿真研究.docx

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2024-12-06 发布于北京
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第35

第35卷第10期2023年10月

Vol.35No.10Oct.2023

JournalofSystemSimulation

基于自适应动态规划机械臂运动策略仿真研究

李明1，徐群2，王艳1*，纪志成1

(1.江南大学物联网技术应用教育部工程研究中心，江苏无锡214122；2.靖江开放大学，江苏泰州214500)

摘要：针对机械臂在复杂、恶劣的环境下难以实现高精度运动跟踪的问题，提出了基于自适应动态规划（adaptivedynamicprogramming，ADP）与滑模导纳控制相结合的策略方法。将未知环境建模为线性模型，基于准滑动模态推导出滑模导纳控制器，用以抵抗扰动干扰；提出ADP与滑模导纳控制器相结合的最优控制方法，并对价值函数中R矩阵的定义进行了优化改进，进一步提升了跟踪精度；运用基于ADP的神经网络来逼近最优价值函数的解，提高了收敛速度，从而快速获得哈密顿-雅可比-贝尔曼（Hamilton-Jacobi-Behrmanequation，HJB）方程的近似最优策略。实验结果表明：该方法有效降低了机械臂运动的控制成本以及保证了最优轨迹跟踪。

关键词：导纳控制；自适应动态规划；环境交互；最优控制；神经网络

中图分类号：TP241.2文献标志码：A文章编号：1004-731X(2023)10-2182-11

DOI:10.16182/j.issn1004731x.joss.23-FZ0828

引用格式:李明,徐群,王艳,等.基于自适应动态规划机械臂运动策略仿真研究[J].系统仿真学报,2023,35(10):2182-2192.

Referenceformat:LiMing,XuQun,WangYan,etal.SimulationandResearchofManipulatorMotionStrategyBasedonAdaptiveDynamicProgramming[J].JournalofSystemSimulation,2023,35(10):2182-2192.

SimulationandResearchofManipulatorMotionStrategyBasedonAdaptiveDynamicProgramming

LiMing1,XuQun2,WangYan1*,JiZhicheng1

(1.EngineeringResearchCenterofInternetofThingsTechnologyApplicationsMinistryofEducation,JiangnanUniversity,Wuxi214122,China;

2.JingjiangOpenUniversity,Taizhou214500,China)

Abstract:Aimingatthedifficultyofmanipulatortorealizehigh-precisionmotiontrackingincomplexandharshenvironment,astrategymethodbasedonthecombinationofadaptivedynamicprogramming(ADP)andslidingmodeadmittancecontrolisproposed.Theunknownenvironmentismodeledasalinearmodelandbasedonquasi,aslidingmodeadmittancecontrollerisderivedtoresistdisturbanceinterference.AnoptimalcontrolmethodthatcombinesADPwithslidingmodeadmittancecontrollerisproposed,inwhichthedefinitionofR-matrixinvaluefunctionisoptimizedandimprovedtofurtherimprovethetrackingaccuracy.TheneuralnetworkbasedonADPisusedtoapprox