基于svm的上肢康复机械臂轨迹跟踪预测控制 - 电子器件.pdf

第39卷 第4期 电 子 器 件 Vol39 No.4 2016年8月 ChineseJournalofElectronDevices Aug. 2016 TrajectoryTrackingPredictiveControlofUpperLimb RehabilitationTrainingManipulatorBasedonSVM* 1 2 2* 1 1 WANGDi ，LIShiyang ，CHUZenan ，SHIFeng ，ZHANGTianpeng （1.CollegeofElectronicInformationandElectricalEngineering，AnyangInstituteofTechnology，AnyangHe ’nan455000，China； 2.CollegeofComputerScienceandInformationEngineering，AnyangInstituteofTechnology，AnyangHe’nan455000，China） Abstract：Duetothestrongcoupling，nonlinearityandtimevarianceofupperlimbrehabilitationtrainingrobotarm， thepredictivecontrollerisdesignedwiththecoreofSVM.Andbycollectinginputandoutputdataofthemanipula⁃ tor，thegeneralizedinversesystemisidentifiedwiththehelpofSVM，whichdecouples with the original system. ThedecoupledsystemsadoptPFCcontrolbasedonSVMidentificationofpredictionmodelandpredictivefunction⁃ alcontrolsequenceofPSOrollingoptimization.Stabilityandrobustnessisanalysedintermofinternalmodelstruc⁃ ture，experimentresultsshowthatthecontrolmethodcanachievestableandhigherprecisiontrajectorytracking. Keywords：upperlimbrehabilitationtrainingrobotarm；trajectorytracking；predictivecontrol；SVM EEACC：7210 doi：10.3969/j.issn.1005-9490.2016.04.016 基于SVM的上肢康复机械臂轨迹跟踪预测控制* 1 2 2* 1 1 王 頔 ，李世扬 ，储泽楠 ，石 峰 ，张天鹏 （1.安阳工学院电子信息与电气工程学院，河南安阳455000；2.安阳工学院计算机科学与信息工程学院，河南安阳455000） 摘 要：针对上肢康复训练机械臂具有强耦合、非线性和时变的特点，设计了基于 SVM（支持向量机）的轨迹跟踪预测控制 器。采集机械臂系统的输入和输出数据，通过SVM辨识得到广义逆系统，与原系统串联实现解耦。对解耦后的系统，采用 SVM辨识预测模型和PSO优化滚动控制序列的预测函数控制方法，并从其内模结构分析了系统的稳定性和鲁棒性。实验结 果表明，该方法能够平稳高精度地实现轨迹跟踪。 关键词：上肢康复机械臂；轨迹跟踪；预测控制；支持向量机 中图分类号：TP241.2 文献标识码：A 文章编号：1005-9490（2016）04-0829-05 上肢康复训练机械臂具有自由度多、