Разработка математической модели нелинейных электроприводов экзоскелета и подчиненного управления с самонастройкой на основе нейронной сети

Предлагается подчиненное регулирование с самонастраивающейся адаптацией коэффициентов контура положения аналоговой нейронной сетью для нелинейного электропривода экзоскелета. Нейронная сеть (НС) обладает мощными возможностями непрерывного обучения, адаптации и решения проблемы нелинейности, дает новый нелинейный нейросетевой регулятор на основе пропорционального интегрального дифференциального (ПИД) управления. Для коррекции коэффициентов традиционных ПИД-регуляторов предлагается применять нейронную сеть, позволяющую самонастраивать коэффициенты напрямую по ее выходам на основе ошибок системы управления. Разработка динамической модели экзоскелета включает пять звеньев двух ног и корпуса с учетом нелинейных электроприводов как управляемый объект. Нелинейный подход при моделировании обусловлен применением системы управления электроприводами экзоскелета в различных условиях. Звенья и электропривод экзоскелета являются многомассовой вращающейся в двух направлениях системой с нелинейностями в виде вязкого и кулоновского трений, упругостью и внешним возмущением. Рассматривается метод подчиненного регулирования в сочетании с нейронной сетью для нелинейных электроприводов экзоскелета при следящем управлении траекторией суставов экзоскелета. Исследование выполнено в программе MatLab/Simulink, результаты которого иллюстрируют эффективность предложенного метода управления.

Авторы: Чыонг Д. Д., Белов М. П.

Направление: Электротехника

Ключевые слова: Экзоскелет, электропривод, регулятор, самонастройка, нейронная сеть, математическая модель


Открыть полный текст статьи