基于LS-SVM非線性內(nèi)??刂圃诤缚p跟蹤中的運(yùn)用
焊接過程中,由于工件的加工誤差、熱變形、定位誤差等各種因素的影響,經(jīng)常使焊槍偏離焊縫中心,導(dǎo)致焊接質(zhì)量下降。為保證焊接的可靠性,必須實(shí)時(shí)檢測(cè)焊縫的位置,使焊槍始終對(duì)準(zhǔn)焊縫中心,進(jìn)行焊縫的自動(dòng)跟蹤。由于焊接是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,各種時(shí)變、非線性、多耦合的影響因素很多,很難甚至不可能建立跟蹤過程的精確數(shù)學(xué)模型。即使采用經(jīng)典控制理論和現(xiàn)代控制理論方法,系統(tǒng)的性能也不能令人滿意。
內(nèi)??刂凭哂姓{(diào)節(jié)性能好、魯棒性強(qiáng)以及能消除不可測(cè)干擾的影響等特點(diǎn),但內(nèi)??刂频姆€(wěn)定性與控制效果取決于模型與被控過程的匹配情況[1-2]。通過樣本數(shù)據(jù)建立系統(tǒng)固定的逆模型,與系統(tǒng)串聯(lián)成精確的偽線性系統(tǒng),對(duì)偽線性系統(tǒng)采用魯棒性強(qiáng)的內(nèi)??刂疲瑢?duì)非線性系統(tǒng)具有較好的控制效果。
LS-SVM是基于SVM的一種改進(jìn)算法[3-5],它是SVM在二次損失函數(shù)下的一種形式,用二次損失函數(shù)取代SVM中的不敏感損失函數(shù),通過構(gòu)造損失函數(shù)將原SVM中算法的二次尋優(yōu)變?yōu)榍蠼饩€性方程,簡(jiǎn)化了計(jì)算的復(fù)雜性。
本文將LS-SVM用于系統(tǒng)的逆建模,提出了一種新的用于水下機(jī)器人焊接焊縫跟蹤的基于LS-SVM非線性內(nèi)??刂扑惴?,實(shí)現(xiàn)了快速響應(yīng)和平滑過渡。
zF1(z-1),確保內(nèi)??刂破鱃c(z-1)正則。F(z-1)被選為常矩陣,F(xiàn)(z-1)=1。
仿真結(jié)果如圖3所示,基于LS-SVM非線性內(nèi)??刂破鲗?duì)噪聲的抗干擾能力較好。
由仿真結(jié)果可以看出本文所提出的方法發(fā)生常值攝動(dòng)和受到常值的強(qiáng)干擾的情況下,均有很好的跟蹤效果。
針對(duì)機(jī)器人焊縫跟蹤系統(tǒng)的典型非線性系統(tǒng),提出了一種新的控制基于LS-SVM非線性內(nèi)??刂扑惴?。仿真結(jié)果表明,該方法控制精度高、速度快、魯棒性好,控制器能很好地實(shí)現(xiàn)焊縫跟蹤。本文所提方法針對(duì)一般的非線性系統(tǒng),且物理概念清晰,適用面廣,便于工程應(yīng)用。
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評(píng)論