[1]游 博 洋,王 险 峰,赵 玲,等.基 于 神 经 网 络 ＰＩＤ 控 制 器 的 外 骨 骼 系 统 设 计[J].计算机技术与发展,2021,31(05):1-6.[doi:10. 3969 / j. issn. 1673-629X. 2021. 05. 001]
,,et al.Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＮＮ－ＰＩＤ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ[J].,2021,31(05):1-6.[doi:10. 3969 / j. issn. 1673-629X. 2021. 05. 001]
点击复制
基 于 神 经 网 络 ＰＩＤ 控 制 器 的 外 骨 骼 系 统 设 计(
)
《计算机技术与发展》[ISSN:1006-6977/CN:61-1281/TN]
- 卷:
-
31
- 期数:
-
2021年05期
- 页码:
-
1-6
- 栏目:
-
人工智能
- 出版日期:
-
2021-05-10
文章信息/Info
- Title:
-
Ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ Ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ Ｄｅｓｉｇｎ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ＮＮ－ＰＩＤ Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ
- 文章编号:
-
1673-629X(2021)05-0001-06
- 作者:
-
游 博 洋 ; 王 险 峰 ; 赵 玲 ; 李 龙 ; 逄 万 山 ; 党 志 强
-
东 北 石 油 大 学 计 算 机 与 信 息 技 术 学 院 ， 黑 龙 江 大 庆 １６３３１８
- Author(s):
-
ＹＯＵ Ｂｏ－ｙａｎｇ; ＷＡＮＧ Ｘｉａｎ－ｆｅｎｇ; ＺＨＡＯ Ｌｉｎｇ; ＬＩ Ｌｏｎｇ; ＪＩＡＮＧ Ｗａｎ－ｓｈａｎ; ＤＡＮＧ Ｚｈｉ－ｑｉａｎｇ
-
Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ， Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｄａｑｉｎｇ １６３３１８， Ｃｈｉｎａ
-
- 关键词:
-
外 骨 骼 ; ＳＴＭ３２; ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ; 肌 电 信 号 ; 稳 定 性 判 据
- Keywords:
-
ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ; ＳＴＭ３２; ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ; ＥＭＧ; ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ
- 分类号:
-
ＴＰ２４２
- DOI:
-
10. 3969 / j. issn. 1673-629X. 2021. 05. 001
- 摘要:
-
外 骨 骼 关 节 驱 动 电 机 使 用 区 别 于 常 规 需 要 对 应 情 况 长 时 间 调 参 的 普 通 ＰＩＤ 控 制 器 ， 以 可 自 适 应 的 神 经 网 络 ＰＩＤ控 制 器 为 核 心 控 制 方 法 。 使 用 ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６ 作 为 外 骨 骼 机 器 人 的 局 部 控 制 器 ， ＯｒａｎｇｅＰｉ ＰＣ 为 高 性 能 核 心 控 制 器 ， 使 用ｎＲＦ２４Ｌ０１、 ＷＨ１４８ Ｂ１０Ｋ、 ＨＸ７１１、 肌 电 传 感 器 、 ＡＢ 相 编 码 器 、 ＭＰＵ９２５０、 ＡＣＳ７１２ 等 模 块 分 别 实 现 各 区 间 ２． ４ ＧＨｚ 无 线 ／ ＣＡＮ（ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ， 独 立 控 制 器 局 域 网 络 ） 有 线 通 信 、 关 节 角 度 采 集 、 足 底 压 力 采 集 、 ＥＭＧ 采 集 、 整 体 姿 态 采 集 和 电 源 信息 采 集 。 该 外 骨 骼 机 器 人 将 使 用 高 性 能 的 锂 电 池 组 作 为 能 源 ， 整 体 机 械 结 构 使 用 ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ 对 各 部 分 关 节 等 结 构 进 行 设计 和 建 模 ， 并 考 虑 加 工 成 本 和 难 度 问 题 ， 使 用 ３Ｄ 打 印 和 钻 铣 等 加 工 方 式 完 成 各 零 件 加 工 。 在 算 法 中 使 用 基 于 肌 电 信 号（ ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒｓｐｈｙ， ＥＭＧ） 、 零 力 矩 点 （ ｚｅｒｏ ｍｏｍｅｎｔ ｐｏｉｎｔ， ＺＭＰ） 步 态 稳 定 性 判 据 和 惯 性 测 量 单 元 （ ｉｎｅｒｔｉａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ，ＩＭＵ） 作 为 主 动 控 制 器 的 核 心 ， 并 在 单 片 机 程 序 底 层 中 实 现 类 分 时 操 作 系 统 ， 各 分 区 使 用 带 校 验 数 据 帧 的 通 信 方 式 。 经 开发 验 证 ， 该 设 计 可 行 并 方 便 模 块 化 升 级 改 进 。
- Abstract:
-
Ｔｈｅ ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ ｊｏｉｎｔ ｄｒｉｖｅ ｍｏｔｏｒｓ ｕｓｅ ｔｈｅ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｗｈｉｃｈ ｉｓ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｃｏｍｍｏｎ ＰＩＤ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｗｈｉｃｈ ｎｅｅｄｓ ｔｏａｄｊｕｓｔ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｆｏｒ ａ ｌｏｎｇ ｔｉｍｅ， ａｎｄ ｔａｋｅｓ ｔｈｅ ａｄａｐｔｉｖｅ ＮＮ－ＰＩＤ （ ｎｅｕｒａｌ ｎｅｔｗｏｒｋ ＰＩＤ） ａｓ ｔｈｅ ｃｏｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ． ＳＴＭ３２Ｆ１０３ＲＣＴ６ｉｓ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅ ｌｏｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ｏｆ ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ ｒｏｂｏｔ， ＯｒａｎｇｅＰｉ ＰＣ ｉｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｃｏｒｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ， ｎＲＦ２４Ｌ０１， ＷＨ１４８ Ｂ１０Ｋ，ＨＸ７１１， ＥＭＧ ｓｅｎｓｏｒ， ＡＢ ｐｈａｓｅ ｅｎｃｏｄｅｒ， ＭＰＵ９２５０， ＡＣＳ７１２ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｍｏｄｕｌｅｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｔｈｅ ２． ４ ＧＨｚ ｗｉｒｅｌｅｓｓ／ ＣＡＮ（ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ ａｒｅａ ｎｅｔｗｏｒｋ） ｃａｂｌｅ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ， ｊｏｉｎｔ ａｎｇｌｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ， ｐｌａｎｔａｒ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ， ＥＭＧ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ， ＡＨＲＳ ａｎｄ ｐｏｗｅｒ ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｃｏｌｌｅｃｔｉｏｎ． Ｔｈｅ ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ ｒｏｂｏｔ ｕｓｅｓ ｔｈｅ ｈｉｇｈ－ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｌｉｔｈｉｕｍ ｂａｔｔｅｒｙ ａｓ ｔｈｅ ｅｎｅｒｇｙ ｓｏｕｒｃｅ， ａｎｄ ｉｔｓ ｗｈｏｌｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｕｓｅｓ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ ｔｏ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｍｏｄｅｌ ｔｈｅ ｊｏｉｎｔｓ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｅｘｏｓｋｅｌｅｔｏｎ． Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｃｏｓｔａｎｄ ｄｉｆｆｉｃｕｌｔｙ， ｔｈｅ ３Ｄ ｐｒｉｎｔｉｎｇ， ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｍｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄｓ ａｒｅ ｕｓｅｄ ｔｏ ｃｏｍｐｌｅｔｅ ｔｈｅ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｏｆ ｅａｃｈ ｐａｒｔ． Ｉｎ ｔｈｅａｌｇｏｒｉｔｈｍ， ｅｌｅｃｔｒｏｍｙｏｇｒａｐｈｙ （ ＥＭＧ） ， ｚｅｒｏ ｍｏｍｅｎｔ ｐｏｉｎｔ （ ＺＭＰ） ｓｔａｂｉｌｉｔｙ ｃｒｉｔｅｒｉｏｎ ａｎｄ ｉｎｅｒｔｉａｌ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｕｎｉｔ （ ＩＭＵ） ａｒｅ ｕｓｅｄ ａｓ ｔｈｅｃｏｒｅ ｏｆ ａｃｔｉｖｅ ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ， ａｎｄ ｔｈｅ ｃｌａｓｓ ｔｉｍｅ － ｓｈａｒｉｎｇ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｕｎｄｅｒｌｙｉｎｇ ＭＣＵ ｐｒｏｇｒａｍ． Ｔｈｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎ ｍｏｄｅ ｗｉｔｈ ｃｈｅｃｋ ｄａｔａ ｆｒａｍｅ ｉｓ ｕｓｅｄ ｉｎ ｅａｃｈ ｐａｒｔｉｔｉｏｎ． Ｉｔ ｉｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ｆｅａｓｉｂｌｅ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｔ ｆｏｒ ｍｏｄｕｌａｒｕｐｇｒａｄｉｎｇ．
更新日期/Last Update:
2020-05-10