Điều khiển thích nghi bền vững trên cơ sở mạng nơ ron cho rô bốt tay máy

Chuyể
ộ
ủ
ộ
Manipulators
ổ
ọ
ế ấ
ế ớ
trượ
ộ
ữ
thờ
ữ ạ
dụ
ự
ợ ề mặ ầ
ề
ể
ả ồ ầ
ầ
khiể
ờ
ợ ớ
ợ
(fuzzy
ỹ thuậ
chẳ
ạ
[5–7]
ả

ề
ể
ố
ự
ệ
ả để giả

90

ế
ị
ầ
ả

ệ thố

ị
ị

[2] mộ

ố
ớ ộ điề
ấ ị
ằ
ạ
ề
ể
ợ
ố

ộ
ế

-bố

ệ thố
ể giả
ế
ễ
ạ
ị
ộ điề
ể
ữ
ệ ể
ự hộ ụ củ
ố
ộ điề
ể
ợ ầ
ố
ợ
ộ ố kỹ thuậ
ợ
ể
ể ả ầ
ợ [3, 4] ặ
ễ
ế ế điề
ờ

ế ổ điể
ộ ố
ứ
ầ ổ
ộ
ả
ế
ộ ầ
ằ
ộ điề
ể ự
[8–10]
ữ
ủ
-bố
ộ ộ điề

ị ả
ấ

ậ

ở

ờ

ủ

ễ

ợ
[1]


khiể
chị

ậ

ả
ộ

ộ

ự

mạ

ỹ đạ

ễ

ạ ộ ổ ị
ợ
ứu.
ế ế bộ điề
ể
ợ
ủ [11] luậ ề
ể ự

ề ữ
ợ
ế ế

ế

dự
ế điề
ể
ậ ề khiể

ế
đị
nhữ
1.

ế

ủ

ậ

ề

ể

-

ự

ấ

ự
[11]

2. Bộ điề
cậ ạ
thiế ế

ậ

ỉ
ể

ề

ệ

ấ

ị

ứu
ấ ỉ
viết sẽ tậ

ầ
ự

ấ

[11]
ấ

ầ

ị

bằ

ề ữ
ế ề
ể
ợ
ợc.
ở kế ợ ộ điề
ể đượ
ế ế
ề
ậ ề
ể bề ữ
ạ
-ron đượ
ệổ ị
ổ ị
ủ ệ đượ
ứ

ả
ớ

ớ

ể

ề

ế

ợ
ự
[11] kế ợ
ẽ đả
ả
ế ổ ị
.
TỔ
Ứ
ệ thố rô-bố
ợ
ả
M( )
C( , )
G( )
M( )
G( )

n

véc-

Sử dụ

véc-

n

ủ

nơợ
thể đượ
mộ
-

ự

ầ

ạ

-

ử dụ

ẩ

-

ề

ể

ể xấ

ỉ

ở phầ
ợ

n

-

Z

ố

1

ạ

-

mộ

ồ

ủ

ị

ớ
ử nơ-

ế
ạ
ớ

ớ

ạ
ầ

W T S (Z )

wisi (Z )

ầ

-

n

-

[s1(Z ), s2(Z ),..., sN (Z )]T

ử dụ

ồ

ọ

ố,

ớ si (.)

ộ

(Z

exp

(2)

[W1,W2 ,...,Wn ]T

W

S (Z )

ờ

si (Z )

ầ

vị

ế

M ( ),C ( , ),G( ) bấ

ạ

ớ

ữ

M( ),C ( , ),G( )

i 1

N

ị

ậ

ả

f (Z )
Z

đượ

ứ
ớ ẩ

ớ
ế

(1)

ậ

n n

i

)T (Z

i

)

2

,i

(3)

1,2,..., N

i

[

i

Đố

ớ

f (Z ) đượ

i1

,

i2

,...,

iq

ụ
ấ

véc-

ỉ bằ

ạ

ố W*

ọ

]T

ủ

ấ

ỳ f (Z ) :

-

(2) (vớ ố nơứ

ớ

z

ớ

ỗ

ớ

ủ lớn)

ồ

ạ

ộ

nhỏ

*T

*

max f (Z ) W S (Z )
Z

ộ ậ

z

*

ộ tả

i

(4)

Z

hay

W *T S (Z )

f (Z )

(Z )
thể xấ

ỉ đồ

ạ

*

ộ

ạ

(Z ), Z

W *T S (Z ) vớ

f (Z ) :

(5)

Z

Z

vớ

ộ ố lượ
ố

*

ớ

ủ lớ

nhỏ

91


Kế

ợ

(2)

f

(4)

f (Z )

ớ

W W W *, W
sử dụ mạ
ứ
M ( ),C ( , ), G( )

M( )

,

C

C( , )

r

SM (

SC (

M NN ( )

Giả thiế
1

Véc-

,

2

Giả thiế
n

(9)

C NN ( , )

r

-

ủ ớ ẩ

ọ
M

v trí

(10)

WGT SG (

ố

ở

G

z

ủ

ạ

]T .

[

ch

1

,

2

.

:N u ,

b ch

nh

C ( , ) G( ) b ch

, b ch

th
n C( , )

ch n.

G( )

Giả thiế
c a

ế

GNN ( )

r

C

c

ứ

G( )

)

WCT SC (z

WG

ầ

SG (

(8)

G

WMT SM (

WM ,WC

(7)

ủ M ( ),C (

G( )

r

ị

C

GNN ( )

ệ

G

ợ

M

C NN ( , )

G( )

,

ủ W*.
ể ướ

M NN ( )

C( , )

M

ợ

ớ

M( )

(6)

W T S (Z )

f (Z )

d

2.1
Đị

i

Qu

n

ch n.

0,1,..., 4

ế

d

ế bộ điề
ố

ển
e

(11)

d
r

r

r

ỹ đạ

d

ố

r

Tiế

r

d

e

r

(12)

q

(13)
ố

r

e

e

r

d

ợ ọ

ợ

ị
(14)

e,

.

Giả thiế
T

r (M

2C )r 0 .
ế (12) (13)
(1)
M( )
C( , )
G( )
M( )

92

r

C( , )

r

G( )

M ( )r

C ( , )r

(15)


WMT SM (

Đố

WCT SC (z

r

ớ

ệ (1) bộ điề
K pr

m

M NN ( )

ợ

rdt

Kp

0, Ki

0.

ề

ể

ậ

ậ

ề

ủ

ể

ấ

Từ (15)

C ( , )r

[11]:

K pr

ề

Ki

(16)

r

Ki

ầ

ấ

rdt

r

ịnh

ợ

ế

ế

sau:

(17)

GNN ( )

r

ữ
ợ
ế
K r sgn(r )

diag[krii ], krii

rdt

K pr

ỉ

C NN ( , )

r

r

Kr

ế

WGT SG (

r

MNN ( )

m

ế

GNN ( )

r

WCT SC (z

r

M ( )r

r

C NN ( , )

WMT SM (

ầ

ể

Ki

r

ầ

WGT SG (

r

ế:
(18)

.

i

(16)
t

M ( )r

C ( , )r

K pr

Ki

rdt

WMT S M (

r

r

(19)

0

WCT SC (z

WM

WM

ứ (19)

WGT SG (

r

WM ,WC

ể viế

WC

WC

WG

WG .

WG

ợ
t

M ( )r

C ( , )r

Ki

rdt

K pr

Kr sgn(r )

(20)

0

T
M

W SM (

Luậ ậ

T
C

W SC (z

r

ậ

ủ

ọ

Ci Ci

WGi

-

ợ

ế

ế

[11]:

( ) r ri

(21)

(z ) r ri

(22)

( )ri

(23)

Mi Mi

WCi

Gi Gi

1,2,..., n .

i

ổ

ứ

1 T
r Mr
2

V

Mi

V

,

Ci

,

ị

1
2

1
2
Đạ

W SG (

r

ố mạ

WMi

2.2
Chọ

T

G

n
i 1

Gi

ủ

ệ kín
T

t

rdt

t

Ki

0

1
2

rdt
0

W TCi
ữ

1
Ci

WCi

1
2
ậ

n
i 1

W TG

ệ số đố

n
i 1

W TMi

1

WMi

Mi

(24)

1
Gi

WGi
ứ

ị

ờ

93


V

t

1
Mr
2

T

r Mr

Ki

i 1

0

n
i 1

Sử dụ

n

rdt

ả thiế

W TG

(25)

Cr

Ki

i 1

ứ (20)
r T K pr

ể
n

rT

i 1

i 1

ổ

ể

i 1

T
W Ci

1
Ci

WCi
(25)

n

1

WMi

Mi

W TCi

i 1

1
Ci

WCi
(26)

1
Gi

WGi

ức (26):

n

Biế

W TG

rT Kr sgn(r )

rT W GT SG

Mi

WGi

W TMi

i 1

n

V

WMi

1
Gi

n

rdt
0

ế

n

1

ợc:

t

rT Mr

V

W TMi

rT W TM SM

W TMi

W TG

r T W TC SC

r

n

1

WMi

Mi

i 1

W TCi

r

1
Ci

WCi

(27)

1
Gi

WGi

ứ
W TM 1
r T W TM S M

r1 r2 ... rn

r

W

M1 r
T
M2 M2 r

...
W TMn
n

r T W TC SC

r

n

(27) đượ

ế

r T K pr

V
n

W

i 1

ể

r

n

W

i 1

T
Mi

n

rT

i 1
n

1
Mi

WMi

r

Mi r i

Mn r

Ci r i

W TGi

Gi i

r

r

W TMi

W

i 1

T
Ci

Mi

n

r
r i

i 1
n

1
Ci

WCi

i 1

W TCi

r

Ci r i

(28)

W

T
G

1
Gi

WGi

ứ
WMi

ế luậ
(28)

W TMi

ổ

r T Kr sgn(r )

T
Gi Gi i

i 1

i 1

W TCi

i 1

rT W TG SG

n

ậ

ậ

WMi ,WCi

(21)-(23)

WCi ,WGi

ớ

WGi

ề

ệ krii

i

ể

ứ

ợc:

V

r T K pr

r T Kr sgn(r )

rT

r T K pr

0

(29)

ậy:
t

t

(K p ) r T r
min
0

94

r T K pr
0

V (0)

(30)


min

dương chỉ

ằ

ữ

ị trị

(K p )
Ln2

r

e

r T K pr

V

0

ỏ nhấ ủ K p

Ln2

Ln

e

ỉ

ằ

0

V (0)

ụ
V

e

min

ố

Ln2

e

t

0

V (0), t

ữ

(K p )

ữ V (t )

0

L

t

ấ

ằ

r T dt,WM ,WC ,WG bị chặ

ị chặn.

WM ,WC ,WG

0

Từ
luậ

rằ

ả thiế

ằ

r

r

Ln ,

ị

t

3
Tiế

Ế

Ả
ố

ả thiế

ế

ậ r

ợ

ứ

Ln từ biể
Ln2

Ỏ
ỏng

Ln ,e
ừ

d
d

,

ớ

Chọ p

ố
ố củ

p2

e

0

p 3 q1

p4g cos q1

p5g cos q1

p5g cos q1

q2

T

(0)

ợ

q2 sin q 2
0

0.09

ứ nhấ
ể

-

p3 cos q2
p2

p3q2 sin q2
p3q1 sin q2

ủ
ộ điề

ể

ậ

t

2p3 cos q2
p3 cos q2

2.9 0.76 0.87 3.04 0.87

Quỹ đạ
Chọ

p2
p2

G( )

ể kế

ế

-b

C( , )

ể kế

Ln

-SIMULINK

-bố

p1

d

Ln

r

t

0

Ậ

M( )

,

ứ (16)

Ln để r

r

Ln2

Ln2

r

ứ (20)

ỏ

Ln2

e

ằ

Ln

r

Ln từ biể

Sử dụ

ế

ứ
ọ

Kp

q2

0.09
d

T

(0)

0.0 0.0

T

0.5 sin( t ) sin( t )

100

0

0

100

, Ki

100

0

0

100

95


Kr
củ

0.1

0

0

0.1

trọ

Mạ

,
ố mạ

mạ

0

5.0

ầ

ử củ

1.0

ậ

ệ số

ứ (21)-(23)

M( ) C(
1.5

ợ

0
-

ể ướ
i

5.0

ậ

d

ế

ả

ị

0.5 0 0.5 1.0 1.5

rô-

ỏng

-b

-b

96

10,

Ci

ợ

th ng

3

ậ

ố

),G( )

d

e

5,

Mi

ọ
d/dt

ậ

ầ

ế
ủ

5

Gi

ế
ọ

i

ố


-b
Nhậ
chấ

ợ
ậ

lượ

ế
ố
ầ
ộ

ầ
ề

ả

,
ể

ỏ
ủ
ậ
ứ
ầ
ủ
-bố
ỹ đạ ặ ớ
ố nhỏ
ờ
ộ thấ
ề
ể ủ ệ thố
ầ
độ
ớ
ệ
ả
ứ
ỏ mạ
1[N][N.m] 7[N][N.m]
ấ ị
ộ
ọ ủ
ứ
ầ
ề
ể
ỹ đạ ủ

ế
ể hiệ
-

ộ
ệ
thiế ế ướ
ậ
ậ

[11]
-ron
với
-

1.

(2011), “
–107.

2.
3.

manipulators,

(2014)
(2020)

Human–1949.

4.

(2020)
Systems

Admittance-

-Stat

–2377.

-

–7007.

97


5.

-

(2016)
–629.

6.

(2018)

ystems

1174–1186.
7.

(2016)
–344.

8.

(2017)
–2587.

9.

(2018)

Mani

-

10.

(2020)
–99.

11.

98

(2004)
–2012.

-

–3633.