用CNN实CPG的理论及其机器人步态控制器的研究.pdf

摘要用细胞神经网络D庵惺嗄J椒⑸实现机器人运动控制是目前国际上机器人领域的一个研究热点。本文在阐述了这一研究课题基本原理的基础上,研究了一种集成的遗传算法⒂美唇衏细胞参数模板设计,为氖迪痔峁┝艘恢中滤悸贰U攵源车腃难于理论研究的缺点,利用非极性双曲函数代替传统械姆侄蜗咝允涑龊钩闪诵碌腃。从理论上证明了新的细胞状态方程存在稳定的周期解,计算出了状态方程产生分支时偏置量的值,得出了网络偏置量的改变会影响状态方程振荡周期的结论,从而可以为通过煌腃模式提供理论依据,本文通过计算机劈真验证了所得结论的正确性。进而,建立了基于湍:刂频腃模型实现机器人的运动控制,利用模糊神经网络舷低吃诵泄讨械目刂莆蟛睢文中提出了低澄榷ǖ母拍畈⒏隽似拦篮?刂破鞯纳杓铺峁┝似价标准:引入遗传算法为提供了大量可靠的训练数据。仿真结果表明,本文建立的控制器具有较强的自适应性和抗干扰能力,同时保持了控制器可以通过硬件电路实现的优点。关键词:步态控制:中枢模式发生器;细胞神经网络;模糊神经网络:集成遗传算法南京师范大硕士学位论文
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学位论文独创性声明学位论文使用授权声明作者签名:盐益堡作者签名:;箸期:曼哆一¨;期:￡:丛本人郑重声明:⒓岢忠浴扒笫怠⒋葱隆钡目蒲Ь翊邮卵芯抗ぷ鳌⒈韭畚氖俏腋鋈嗽诘际χ傅枷陆械难芯抗ぷ骱腿〉玫难芯成果。⒈韭畚闹谐耐猓惺笛椤⑹莺陀泄夭牧暇钦媸档摹⒈韭畚闹谐暮椭滦坏哪谌萃猓话渌嘶蚱渌已经发表或撰写过的研究成果。⑵渌尽员狙芯克龅墓毕拙言诼畚闹锈袅松鞑⒈硎了谢意。本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定,学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版;有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅;有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索;有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。日
、意义及主要内容随着科学技术的迅速发展,机器人得到了越来越广泛的应用,尤其在那些人类所不及的外部环境和危险场所。轮式机器人由于其实现原理和移动方式简单且易于操作,被广泛地应用到工厂生产和科学探索的众多领域。但相对于足式移动机器人,其缺点日益显露,因此对足式机器人的研究正吸引着越来越多的科技工作者的目光。步态控制策略的研究是足式机器人研究领域的重点和难点。在过去的几十年中,各种研究方法“百花齐放”,各有其优势,并取得了一定的成果。通过中枢模式发生器,实现足式机器人的步态控制是近几年来刚刚兴起的一种控制策略。本文阐述了利用细胞神经网络,模拟刂撇呗以下简记为瓹幕驹怼由于目前国内外对于难芯可写υ诔跗诮锥危珻细胞参数的选择还缺少理论指导,很多研究的细胞参数选取都是通过实验,用试凑法进行的,因此,本文提出了一种集成遗传算法珽邢赴模板设计,为细胞参数的选取提供了新的思路。仿真试验结果表明,绕通遗传算法,有更快的收敛速度。传统姆侄蜗咝允涑龊且桓龇侨ň挚傻己馐沟煤苣淹ü有的非线性动力系统的数学方法对匠痰姆种А⒒煦绲雀丛拥亩形=行研究。本文利用非极性双曲函数来代替分段线性函数,构成新的⑼过理论分析,证明了新写嬖谖榷ǖ闹芷诮猓赋隽说蓖缙昧糠⑸变时,细胞状态方程的周期解将发生变化,并计算出了使细胞状态方程周期解消失时偏置量的临界值。仿真结果表明,在新械玫降慕崧劭梢栽诖车腃电路中得到验证。因此本文所做的工作为睦砺垩芯靠1倭诵碌耐揪叮论分析得到的结论可为在基于瓹的控制器中产生不同运动控制模式,以及进行控制误差的整合提供理论依据和指导。机器人在实际应用中不可避免地要和外界环境接触并交换信息,同时系统自身也会或多或少的存在计算、测量等方面的误差,机器人控制系统的最终目标是系统能实时地对不同的外部环境干扰和自身控制误差产生反应,并采取相应的对策。因此,研究如何整合系统运行过程中产生的控制误差,如何在线改变机器人的运动模式,具有一定的理论意义和实用价值。本文结合模糊逻辑善于表达定性知识的优点,神经网络善于学习以及能解决多变量,非线性,变结构问题的特长,采用模糊神经网络,对机器人系统中存在的控制南京师范丈硕上学位论文
.国内外的研究现状和进展有较强的自适应性和抗干扰能力,同时由于子谟布迪郑哂薪细叩氖特殊任务。随着机器人应用领域的不断扩大,。在这一思想的推动下,过去的几十年中,出现了许多基于仿生物形体的机器,。刂仆炔康脑硕ㄍ仍误差进行辨识和调整,建立了基于虵的刂破鳌N闹谢娉隽讼统稳定性的概念和相应的评估函数,为控制器的设计提供了评价标准:引入了甂方法,使淖刺匠痰那蠼夤炭梢苑奖愕赝ü魇迪郑豪用遗传算法为峁┝舜罅靠煽康难盗肥荨7抡媸匝楸砻鳎碌目刂破骶时性,