[发明专利]一种基于神经动力学方法的软体机器人控制方法

权利要求书

1.一种基于神经动力学方法的软体机器人控制方法，其特征在于,包括以下步骤：

步骤1、对于当前时刻t，结合软体机器人的末端坐标位置、目标轨迹和其速度，以及软体机器人的雅可比矩阵的逆，建立一个表示软体机器人驱动器状态变化率的一阶微分方程；

步骤2、根据软体机器人末端位姿和驱动器的状态的变化率确定雅可比矩阵，对雅可比矩阵使用零化神经动力学得到一个关于雅可比矩阵的逆的一阶微分方程；

步骤3、确定步骤1和步骤2的两个微分方程的初始条件并将两个微分方程联合起来求解；

步骤4、由步骤3得到的结果，得出软体机器人驱动器的状态，从而驱动机器人运动; 所述的一种基于神经动力学方法的软体机器人控制方法，其特征在于：所述步骤1对于当前时刻t，结合软体机器人的末端坐标位置、目标轨迹和其速度，以及软体机器人的雅可比矩阵的逆，建立一个表示软体机器人驱动器状态变化率的一阶微分方程，具体为：

根据软体机器人的运动学公式，建立软体机器人驱动器状态变化率的一阶微分方程；

其中，软体机器人的运动学公式为：r(t)＝f(u(t))，其中r(t)表示t时刻机器人末端的坐标，u(t)表示t时刻机器人驱动器的状态，f(·)是一个映射，由机器人的模型确定；

软体机器人驱动器状态变化率的一阶微分方程为其中表示驱动器状态变化率，r_d(t)和表示目标轨迹和其导数，J⁺(t)表示雅可比矩阵的逆，雅可比矩阵τ为大于0的参数; 所述的一种基于神经动力学方法的软体机器人控制方法，其特征在于，所述步骤2对雅可比矩阵使用零化神经动力学得到一个关于雅可比矩阵的逆的一阶微分方程具体方法为：

零化神经动力学首先引入一个误差函数

ε(t)＝J⁺(t)J(t)J^T(t)-J^T(t)

其中J(t)为雅可比矩阵，J⁺(t)为雅可比矩阵的逆，J^T(t)为雅可比矩阵的转置，为了令ε(t)趋近于0，误差函数的导数描述为:

其中为激活函数，γ为大于0的参数，对ε(t)求导得:

结合以上两个式子得：

其中雅可比矩阵和它的导数根据机器人的模型计算得到，上述微分方程的解即为雅可比矩阵的逆。

2.如权利要求1所述的一种基于神经动力学方法的软体机器人控制方法，其特征在于，所述激活函数为：

参数ξ2，p≥3，e为自然常数。