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导弹转载机械手轨迹规划与跟踪控制

专 业: 飞行器设计
关键词: 导弹转载机械手 逆运动学 轨迹规划 跟踪控制 模糊遗传算法
分类号: V553.19
形 态: 共 104 页 约 68,120 个字 约 3.258 M内容
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内容摘要


首先,针对遗传算法中存在的初期收敛问题,将模糊原理应用于遗传算法,提出了一种新的参数优化方法——模糊遗传算法。

该算法根据种群进化情况对交叉概率与变异概率进行在线模糊控制,避免了简单遗传算法中容易出现的初期收敛问题。

通过对典型的测试进行优化,证明所提算法提高了收敛速度和优化精度,抑制了初期收敛的发生,同时也为神经网络提供了一个新的权系数学习算法。

其次,针对冗余机械手的逆运动学计算复杂、求解困难等问题,提出了一种基于模糊遗传算法的冗余机械手逆运动学神经网络建模方法。

该方法不但避免了求解Jacobian矩阵的伪逆,而且由于采用模糊遗传算法训练网络权系数,又克服了传统的BP算法容易陷入局部极小、求解精度低等缺点。

然后,针对机械手路径规划及轨迹规划问题,分别提出了基于模糊遗传算法的最短路径规划方法及时间最优轨迹规划方法。

在最短路径规划方法中,加入了插入与删除操作,可使规划路径连续,避免了路径的重复;在时间最优轨迹规划方法中,不仅综合考虑了机械手的运动学约束与动力学约束,并且可根据种群进化情况在线调整交叉概率与变异概率,具有较高的寻优速度及精度,克服了传统的非线性规划方法容易陷入局部极小的不足,能在大范围操作空间中搜索出一组最优轨迹。

该文所研究的理论方法能够有效地解决冗余导弹转载机械手的逆运动学求解、轨迹规划与跟踪控制问题,为中国导弹转载机械手的研制与导弹自动转载技术的实现奠定了技术基础……

全文目录


文摘
英文文摘
第1章 绪论
1.1课题研究的背景与意义
1.1.1课题来源
1.1.2研究目的及意义
1.2机械手轨迹规划与控制发展概况
1.2.1机械手逆运动学求解
1.2.2机械手轨迹规划研究状况
1.2.3神经网络在机械手控制中的应用
1.2.4基于遗传算法的机械手轨迹规划研究概述
1.3机械手鲁棒控制方法综述
1.4导弹转载过程现状及发展趋势
1.5本文主要工作
第2章 导弹转载机械手运动学分析及动力学建模
2.1引言
2.2导弹转载机械手运动学方程及求解分析
2.3导弹转载机械手动力学模型
2.3.1刚性通用机械手动力学模型的建立
2.3.2导弹转载机械手动力学建模
2.4本章小结
第3章 基于模糊遗传算法的机械手逆运动学求解
3.1引言
3.2模糊遗传算法
3.2.1模糊遗传算法运行机理
3.2.2交叉概率与变异概率的模糊控制
3.2.3模糊遗传算法用于函数优化
3.3模糊遗传算法优化神经网络
3.3.1神经网络权系数训练
3.3.2模糊遗传算法学习神经网络
3.3.3仿真算例
3.4机械手逆运动学求解
3.4.1机械手逆运动学神经网络建模
3.4.2神经网络学习算法
3.4.3仿真算例
3.5本章小结
第4章 机械手轨迹规划方法研究
4.1引言
4.2路径规划方法研究
4.2.1路径规划概述
4.2.2模糊遗传算法在路径规划中的实现
4.2.3仿真算例
4.3轨迹规划问题分析
4.3.1轨迹规划的一般性问题
4.3.2基于动力学约束的轨迹规划
4.4时间最优轨迹规划方法研究
4.4.1问题描述
4.4.2基于模糊遗传算法的时间最优轨迹规划
4.4.3仿真算例
4.5本章小结
第5章 机械手输出跟踪控制
5.1引言
5.2 Lyapunov稳定性理论
5.3指数跟踪的机械手鲁棒控制
5.3.1问题描述
5.3.2鲁棒跟踪控制律设计
5.3.3稳定性结论
5.3.4仿真算例
5.4未知机械手系统的自适应鲁棒神经网络跟踪控制
5.4.1问题描述
5.4.2输入/输出反馈线性化
5.4.3神经网络建模
5.4.4自适应跟踪控制律设计
5.4.5仿真算例
5.5本章小结
第6章 导弹转载机械手轨迹规划与跟踪控制
6.1引言
6.2导弹转载机械手逆运动学求解
6.2.1问题描述
6.2.2逆运动学神经网络建模
6.2.3求解结果
6.3导弹转载机械手时间最优轨迹规划
6.3.1问题描述
6.3.2设计结果
6.4导弹转载机械手跟踪控制
6.4.1问题描述
6.4.2指数跟踪的导弹转载机械手鲁棒控制
6.4.3导弹转载机械手自适应鲁棒神经网络跟踪控制
6.5本章小结
结论
参考文献

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中图分类: > V553.19 > 航空、航天 > 地面设备、试验场、发射场、航天基地 > 发射设施及发射试验研究

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