基于ANFIS的挖掘机器人挖掘轨迹仿真

王福斌¹，刘杰¹，焦春旺¹，陈至坤^2,3

1. 东北大学机械工程与自动化学院2. 燕山大学电气工程学院3. 河北理工大学计算机与自动控制学院

摘 要：为提高液压挖掘机器人工作装置挖掘作业轨迹规划控制精度,将挖掘机器人工作装置简化为斗杆、铲斗两关节二维机械臂进行分析.在建立逆运动学模型时,要将铲斗末端位姿空间与工作装置关节空间和油缸空间联系起来进行轨迹规划,以便在各个空间实现对挖掘机器人的控制.为提高跟踪期望轨迹精度,采用两个自适应神经模糊推理系统(ANFIS)分别学习两个关节的(x,y)坐标与关节角间的逆映射关系,建立了ANFIS逆映射模型.选取逆映射间的输入、输出曲面数据训练ANFIS结构,得到模糊模型的输入、输出映射曲面,实现给定的期望挖掘轨迹,获得相应的关节角.最后将得到的模糊模型用于跟踪期望的运动轨迹,仿真表明跟踪精度能够满足实际要求.

关键词：挖掘机器人;工作装置模型;神经模糊推理系统;轨迹;仿真;