本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理，尤其涉及一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法及相關(guān)裝置。

背景技術(shù)：

1、隨著智能化水平的不斷提升，機(jī)械臂在一些工作場(chǎng)景中可以直接替代人工，以完成相應(yīng)的機(jī)械生產(chǎn)活動(dòng)，由此，對(duì)機(jī)械臂控制精度的要求也在提高?，F(xiàn)有控制方法具有局限性，如在復(fù)雜多變的外部條件下，機(jī)械臂的運(yùn)動(dòng)容易受到外部環(huán)境的影響，從而影響了機(jī)械臂的軌跡控制，使得傳統(tǒng)的動(dòng)態(tài)控制方法難以實(shí)現(xiàn)有效的控制。在高級(jí)控制方法中，如基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的控制方法，雖然在機(jī)械臂的跟蹤控制中得到廣泛應(yīng)用，但對(duì)空間軟機(jī)械臂的研究較少。傳統(tǒng)的比例積分微分(proportional-integral-differential，pid)控制器參數(shù)固定，難以適應(yīng)外部干擾和系統(tǒng)動(dòng)態(tài)變化，從而導(dǎo)致針對(duì)機(jī)械臂的pid控制參數(shù)不夠準(zhǔn)確。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法及相關(guān)裝置，以解決針對(duì)機(jī)械臂的pid控制參數(shù)不夠準(zhǔn)確的技術(shù)問(wèn)題，可以實(shí)現(xiàn)更好的控制效果，有利于提高機(jī)械臂控制系統(tǒng)的性能。

2、第一方面，提供了一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法，包括：

3、針對(duì)柔性空間機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行柔性臂彈性位移模態(tài)函數(shù)表示，得到柔性臂模態(tài)函數(shù)；

4、對(duì)柔性臂模態(tài)函數(shù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型；

5、基于反向傳播bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)建模，得到機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)模型；

6、根據(jù)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行自適應(yīng)比例積分微分pid控制處理，得到參考pid控制參數(shù)；

7、根據(jù)參考pid控制參數(shù)控制機(jī)械臂運(yùn)行，得到反饋參數(shù)；

8、根據(jù)反饋參數(shù)，對(duì)參考pid控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到目標(biāo)pid控制參數(shù)。

9、第二方面，提供了一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制裝置，包括：

10、第一處理模塊，用于針對(duì)柔性空間機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行柔性臂彈性位移模態(tài)函數(shù)表示，得到柔性臂模態(tài)函數(shù)；

11、第二處理模塊，用于對(duì)柔性臂模態(tài)函數(shù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型；

12、第三處理模塊，用于基于反向傳播bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)建模，得到機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)模型；

13、第四處理模塊，用于根據(jù)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行自適應(yīng)比例積分微分pid控制處理，得到參考pid控制參數(shù)；

14、第五處理模塊，用于根據(jù)參考pid控制參數(shù)控制機(jī)械臂運(yùn)行，得到反饋參數(shù)；

15、第六處理模塊，用于根據(jù)反饋參數(shù)，對(duì)參考pid控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到目標(biāo)pid控制參數(shù)。

16、第三方面，提供了一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器中并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，處理器執(zhí)行計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法的步驟。

17、第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法的步驟。

18、上述基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法及相關(guān)裝置所實(shí)現(xiàn)的方案中，通過(guò)針對(duì)柔性空間機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行柔性臂彈性位移模態(tài)函數(shù)表示，得到柔性臂模態(tài)函數(shù)，并對(duì)所述柔性臂模態(tài)函數(shù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型，以進(jìn)一步基于反向傳播bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)所述機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)建模，得到機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)模型，從而可以根據(jù)所述機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行自適應(yīng)比例積分微分pid控制處理，得到參考pid控制參數(shù)，以根據(jù)所述參考pid控制參數(shù)控制機(jī)械臂運(yùn)行，得到反饋參數(shù)，進(jìn)而可以根據(jù)所述反饋參數(shù)，對(duì)所述參考pid控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，得到更準(zhǔn)確的目標(biāo)pid控制參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)更好的控制效果，有利于提高機(jī)械臂控制系統(tǒng)的性能。

技術(shù)特征：

1.一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法，其特征在于，所述對(duì)所述柔性臂模態(tài)函數(shù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法，其特征在于，所述基于拉格朗日方程，根據(jù)所述目標(biāo)坐標(biāo)系、目標(biāo)廣義關(guān)節(jié)變量、節(jié)點(diǎn)受力數(shù)據(jù)集合和彎矩?cái)?shù)據(jù)集合，確定機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型，包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行自適應(yīng)比例積分微分pid控制處理，得到參考pid控制參數(shù)，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法，其特征在于，所述針對(duì)柔性空間機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行柔性臂彈性位移模態(tài)函數(shù)表示，得到柔性臂模態(tài)函數(shù)，包括：

6.一種基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制裝置，其特征在于，所述基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制裝置包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制裝置，其特征在于，所述第二處理模塊，用于對(duì)所述柔性臂模態(tài)函數(shù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型，具體用于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制裝置，其特征在于，所述第二處理模塊，用于基于拉格朗日方程，根據(jù)所述目標(biāo)坐標(biāo)系、目標(biāo)廣義關(guān)節(jié)變量、節(jié)點(diǎn)受力數(shù)據(jù)集合和彎矩?cái)?shù)據(jù)集合，確定機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型，具體用于：

9.一種計(jì)算機(jī)設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器以及存儲(chǔ)在所述存儲(chǔ)器中并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法。

10.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至5任一項(xiàng)所述的基于bp神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂pid控制方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及數(shù)據(jù)處理技術(shù)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種基于BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的機(jī)械臂PID控制方法及相關(guān)裝置，包括：針對(duì)柔性空間機(jī)械臂系統(tǒng)進(jìn)行柔性臂彈性位移模態(tài)函數(shù)表示，得到柔性臂模態(tài)函數(shù)；對(duì)柔性臂模態(tài)函數(shù)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析，得到機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型；基于反向傳播BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)機(jī)械臂動(dòng)力學(xué)模型進(jìn)行機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)建模，得到機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)模型；根據(jù)機(jī)械臂運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行自適應(yīng)比例積分微分PID控制處理，得到參考PID控制參數(shù)；根據(jù)參考PID控制參數(shù)控制機(jī)械臂運(yùn)行，得到反饋參數(shù)；根據(jù)反饋參數(shù)，對(duì)參考PID控制參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，可以得到更準(zhǔn)確的目標(biāo)PID控制參數(shù)，以實(shí)現(xiàn)更好的控制效果，有利于提高機(jī)械臂控制系統(tǒng)的性能。

技術(shù)研發(fā)人員：馮建輝,于虹,馬文亮,陳剛,李福凌,屈江福
受保護(hù)的技術(shù)使用者：云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司怒江供電局
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2