基于ESN的CPG模型力反馈设计与分析.pdfVIP

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第41卷增刊I 华中科技大学学报(自然科学版) V01.41 Sup.I 2013年lO月 Univ.ofSci.Tech.(NaturalScienceEdition) oct. 2013 J.Huazhong 基于ESN的CPG模型力反馈设计与分析 向 馗1 孙漫漫1 孙 建2 葛运建2 (1武汉理工大学自动化学院,湖北武汉430070; 2中国科学院合肥智能机械研究所,安徽合肥230031) 摘要 面向机器人控制,研究数据驱动的中枢模式发生器(CPG),重点探讨力反馈环节的设计,使受控机器人 具有自主运动能力的同时,能够适应外界环境变化.基于回声状态网络(ESN)构建CPG模型,通过摄动法,估 计出控制向量;根据力/位混合控制的思想,将外力激励转化为位移,作为反馈误差;运用简单控制策略(如 PID控制),实现CPG模型的力反馈。运用岭回归方法,将反馈环节内化到ESN的状态中,改变吸引子的形状 与位置以平衡外力作用,节省能量.采用开放的运动捕捉数据,算例证实了上述方法是可行的. 关键词机器人学习;人工神经网络;力控制;CPG模型;岭回归;摄动法 TP242.6 A 1671-4512(2013)S1一ol75一05 中图分类号 文献标志码 文章编号 Force and ofcentral feedback designanaIysis pattern mOdelbasedonechOstatenetwOrks generator 2 K“i1S“咒^—如咒,n口以1S“,z-,i口nGP Xi口,zg Yk竹Ji口竹2 (1Theschoolof of Automation,Wuhan 430070,China; UniversityTechnology,Wuhan 2Instituteof Machines,ChineseofSciences,Hefei230031,China) Intel“gent Academy Adata—driven to Abstract central orientedrobotcontrolwasstudied paaterngenerator(CPG)model inthis the methodaboutforcefeedbackunitswasdiscussedindetail.Therobotun— paper,anddesign derthecontrolofsuchnewCPGmodelswouldhaveautonomous bealso to capability,andadaptive environments.TheCPGmodelwasconstructedbasedonechostatenetworks(ESN

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