Ứng dụng mạng nơron để giải bài toán động học ngược cho tay máy

vi   TRANG   i  ii  iii  iv  vi Danh sách các  ix  ix Danh sách các  vii Danh sách các hình viii 1.    1.1 t v 1 1.2 Gii thiu chung v robot công nghip 2 1.2 2 1.2.2  3 1.2.4  4 1.3 5 1.4  5 1.5 6 2.         7 ng hc thun ca tay máy 7 - Hartenberg 8  10  11  11  12  13 vii  13 2.2.3 Phn t x lí 14  vào (Inputs) -ra (Output) 15 2.2.3.2  15 2.2.3.3  16 2.2.4 Các loi mô hình cu trúc m 19 2.2.5 Các tính cht ca m 20 2.2.6 Các lut hc 20 2.2.7  22 2.2.7.1        23 2.2.7.2          23 2.2.8 -Marquardt 24 2.2.8.1          25 2.2.8.2  26 2.2.8.3  31                      7       35  37 3.3                 40 .               4.1     1_1 45 4.1.1  45 4.1.2      46 4.1.3              53 4.1.4  54 4.2     2_1 60 4.2.1  60 viii 4.2.2      60 4.2.3        2_1 64 4.2.4   65  71  74  76 ix DANH SÁCH  q i  P i : S a i   i  i  i-1 và z i . d i  -   i  i  i-1 và x i . A i : -1 i T n n  p: vec n, s, a: là các  x i   y i  W ij  b i : T v i = net i  a(net i ) =a(v i )  : H x k  g k   k :     E:      e p,m :              p    :       g-Marquardt i, j, k:  x J:    n i :      n 1 :        n 2 :        n Q :      z j,i :  z j :  s j:   :    xi  ANN: Artificial Neural Network MLP: Multilayer perceptrons PPN: Polynomial Pre-Processor NN: Neural Network ANFIS: Artificial Neuro- Fuzzy Inference System DH:Denavit  Hartenberg c i : c i s i :  s i c ij : c i  j  xii  TRANG  ER7 35                        54 4.2  57  3   2_1       . 65  4.4       68 xiii DANH SÁCH CÁC HÌNH TRANG Hình 1.1 3 Hình 2.1 9 Hình 2.2  14 Hình 2.3 i 15 Hình 2.4  16 Hình 2.5  16 Hình 2.6 17 Hình 2.7 17 Hình 2.8  18 Hình 2.9  18 Hình 2.10  19 Hình 2.11  19 Hình 2.12  20 Hình 2.13  21 Hình 2.14  21 Hình 2.15  21 2.16           . 27 2.17 3    29  2.18              - Marquardt 33 Hình 3.1 Tay máy Scorbot ER7 34 Hình 3.2  35 3.3        7       40 3.4                       7 41 xiv 3.5 7 trong      42 3.6 7     ng Oxy 1_1 43 3.7 7      2_1. 44 4.1      46 4.2          46 4.3                47 4.4       1_1  47 4.5       1_1 48 4.6 1_1                48 4.7 1_1 48 4.8 1_1 49 4.9     1_1 sau 1000      49 4.10      1_1 50 4.11 ,                    1_1 50  4.12  1_1 51 4.13             1_1 51 4.14  1     1_1 52 4.15  2     1_1 52 4.16  3     1_1 52 4.17  4     1_1 53 4.18           5     1_1 53 4.19       1              1_1 56 xv 4.20       2              1_1 56 4.21       3              1_1 56 4.22       4              1_1 57 4.23       5              1_1 57 4.24            1_1             59 4.25  1_1   59 4.26           2_1 60 4.27  2_1          1867      61 4.28  l    2_1 61 4.29 ,                      2_1 62 4.30        2_1 62 4.31  1     2_1 63 4.32  2     2_1 63 4.33  3     2_1 63 4.34  4     2_1 64 4.35  5     2_1 64 4.36       1              2_1 66 [...]... đã cho thấy phương pháp này có thể ng dụng để giải quyết vấn đề động học ngược cho tay máy Shah, Rattan và Nakra [13] đã ng dụng mạng nơron để giải bài toán động học ngược cho tay máy 3 bậc tự do phẳng Kết quả cho thấy, giải pháp này hoàn 4 toàn có thể sử dụng với sai số bằng không Các tác giả khẳng định rằng mạng nơron có thể tr thành một phương pháp thay thế để giải quyết bài toán ánh xạ động học. .. toán động học ngược cho các tay máy có số bậc tự do lớn mà sẽ gặp khó khăn khi giải bằng các pháp truyền thống 1.4 Nhi m vụ của đề tƠi vƠ giới hạn đề tƠi - Nghiên c u bài toán động học tay máy - Nghiên c u các phương pháp giải bài toán động học ngược - Nghiên c u lý thuyết mạng nơron, nghiên c u neural network toolbox c a phần mềm Matlab - Giải bài toán động học thuận và động học ngược cho tay máy Scorbot... liệu để huấn luyện mạng - Xác định mạng nơron thích hợp để giải bài toán động học ngược cho tay máy - Đánh giá kết quả nghiên c u va phương hướng phát triển c a đề tài 5 1.5 Ph ng pháp nghiên cứu Nghiên c u lý thuyết, ng dụng toolbox c a phần mềm Matlab để xác định cấu trúc và bộ trọng số c a mạng nơron để giải bài toán động học ngược cho tay máy Scorbot ER7 So sánh kết quả c a phương pháp giải bài toán. .. xác trong không gian Bài toán động học tay máy giải quyết 2 dạng bài toán cơ bản : Bài toán động học thuận và bài toán động học ngược - Bài toán động học thuận: Từ các thông số vị trí, vận tốc và gia tốc c a khâu dẫn để xác định vị trí, hướng, vận tốc và gia tốc c a điểm tác động cuối - Bài toán động học ngược: Từ các yêu cầu về vị trí, hướng, vận tốc và gia tốc c a điểm tác động cuối, xác định giá... thông dụng trong Nguyên lý máy [1]: n W  6n  ipi (1.1) i 1 Trong đó: - n : số khâu động - Pi : số khớp loại i 1.2.4 Tổng quan về tình hình nghiên cứu bƠi toán động h c ng ợc nước ta, việc nghiên c u giải bài toán động học ngược cho tay máy đã được nhiều nhà nghiên c u quan tâm [8], [9] Tuy nhiên chưa có công trình nghiên c u nào ng dụng mạng nơron để giải bài toán động học ngược cho tay máy Cho đến... [11],[12],[13],[14],[19] Điều này m ra một hướng mới để giải quyết vấn đề động học ngược cho các tay máy nhiều bậc tự do mà cho đến nay vẫn chưa có một phương pháp chung nào thực sự hiệu quả Raşit Kokör , Cemil Öz, Tarik Çakar, Hüseyin Ekiz [11] đã ng dụng mạng nơron để giải bài toán động học ngược cho tay máy 3 bậc tự do sử dụng mạng truyền thẳng với giải thuật lan truyền ngược (Back propagation) cập nhật trọng... xuất, các nhà khoa học, các trư ng học đại học, cao đẳng rất quan tâm Trong đó, giải quyết bài toán động học ngược cho tay máy là điều kiện tiên quyết để điều khiển tay máy theo quỹ đạo cho trước Hơn thế nữa, việc tìm ra một phương pháp chung hiệu quả để giải cho tay máy n bậc tự do đang là thách th c đối với những nhà nghiên c u trên toàn thế giới Nhiệm vụ c a bài toán động học ngược là xác định các... sử dụng thuật toán back propagation, cập nhật trọng số theo quy tắc giảm dốc nhất và mạng nơron tiền xử lí đa th c(PPN) Kết quả cho thấy mạng MLP cho kết quả chính xác hơn so với mạng PPN 1.3 Mục đích của đề tài Nghiên c u vàđưa ra được một phương pháp mới hiệu quả, có tính tổng quát cao đó là ng dụng mạng nơron để giải bài toán động học ngược cho tay máy Phương pháp này có thể ng dụng để giải bài toán. .. xuất phương pháp giải bài toán động học ngược bằng phương pháp kết hợp mạng nơron với giải thuật di truyền Trong bài báo này Ông cũng khẳng định mạng nơron có thể thực hiện với sai số chấp nhận được Hơn nữa, khi kết hợp với giải thuật di truyền, sai số vị trí có thể đạt tới m c micromet Panchanand Jha[19] đã giải bài toán động học ngược cho tay máy ba bậc tự do với hai mạng khác nhau Mạng nơron truyền... hình mạng gồm 40 nơron trong lớp ẩn, 3 nơron lớp vào và 3 nơron lớp ra Mô hình này có sai số là 0,000121 với 5000 mẫu và thực hiện 3000000 bước lặp Alavandar S và Nigam M J[12] đã xây dựng phương pháp để giải bài toán động học ngược cho tay máy dựa trên mạng nơron m Trong đó sử dụng hệ thống suy luận nơron m thích nghi (ANFIS) để huấn luyện cho tay máy 2 và 3 bậc tự do Kết quả mô phỏng trên máy tính .  q i ,  có b cho tay máy 10].  .              - Marquardt 33 Hình 3.1 Tay máy Scorbot ER7 34 Hình 3.2  35 3.3       . 2.         7 ng hc thun ca tay máy 7 - Hartenberg 8  10 