恭喜桂林电子科技大学党选举获国家专利权
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龙图腾网恭喜桂林电子科技大学申请的专利基于反馈校正的GRU神经网络机器人柔性关节补偿控制方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115319755B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-05-16发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211137827.8,技术领域涉及:B25J9/16;该发明授权基于反馈校正的GRU神经网络机器人柔性关节补偿控制方法是由党选举;张一晨;原翰玫;李晓;伍锡如;张向文;张斌;季运佳;邹水中设计研发完成,并于2022-09-19向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于反馈校正的GRU神经网络机器人柔性关节补偿控制方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种基于反馈校正的GRU神经网络机器人柔性关节补偿控制方法,针对负载转矩传感器的情况下,通过反映负载大小变化的电机驱动电流与关节扭转角之间的特性,描述关节在不同负载下的迟滞特性,在GRU神经网络的基础上引入反馈结构,利用模型输出值与期望输出值之间的误差组成补偿量,反馈给GRU神经网络模型,用于校正GRU神经网络模型的输出值,以提高关节的GRU神经网络模型精度。柔性关节迟滞模型预测随负载变化的扭转角,作为补偿量,修改关节的角度设定值,从关节输入端,间接实现对关节迟滞特性造成误差的有效补偿。本发明是一种低成本补偿控制方法,有利于低成本高精度轻型工业机器人的高端智能制造中的大量普及。
本发明授权基于反馈校正的GRU神经网络机器人柔性关节补偿控制方法在权利要求书中公布了:1.基于反馈校正的GRU神经网络机器人柔性关节补偿控制方法,其特征是,其包括步骤如下:步骤1、对机器人柔性关节在t时刻的输入电流it进行卡尔曼滤波后作为改进的GRU神经网络的输入层在t时刻的第一输入信号;同时将改进的GRU神经网络在t-1时刻的输出信号Δθt-1作为改进的GRU神经网络的输入层在t时刻的第二输入信号;步骤2、先将机器人柔性关节在t-1时刻的角度设定值与机器人柔性关节在t-1时刻的角度测量值作差,得到机器人柔性关节在t-1时刻的扭转角Δθdt-1,其中Δθdt-1=θdt-1-θct-1;再将机器人柔性关节在t-1时刻的扭转角Δθdt-1与改进的GRU神经网络在t-1时刻的输出信号Δθt-1作差,得到t-1时刻的扭转角的建模误差et-1,其中et-1=Δθdt-1-×θt-1;后将t-1时刻的扭转角的建模误差et-1作为改进的GRU神经网络在t时刻的输出补偿信号;步骤3、基于改进的GRU神经网络的输入层在t时刻的第一输入信号、第二输入信号和输出补偿信号,改进的GRU神经网络的隐藏层将输入电流与输出扭转角的历史信息建立关联,并通过建模误差来修正改进的GRU神经网络的输出,得到改进的GRU神经网络的输出层在t时刻的输出信号Δθt;步骤4、利用改进的GRU神经网络的输出层在t时刻的输出信号Δθt对机器人柔性关节在t时刻的角度设定值进行补偿,得到机器人柔性关节在t时刻补偿后的角度设定值其中并将机器人柔性关节在t时刻补偿后的角度设定值提供给机器人柔性关节的控制端;上述改进的GRU神经网络的数学模型如下: 其中,Δθt表示改进的GRU神经网络在t时刻的输出信号,Δθyt表示改进的GRU神经网络在t时刻的中间输出信号,β表示补偿系数,et-1表示表示改进的GRU神经网络在t时刻的输出补偿信号,表示改进的GRU神经网络在t时刻的更新门状态,表示改进的GRU神经网络在t时刻的重置门状态,表示改进的GRU神经网络在t时刻的隐状态,表示改进的GRU神经网络在t时刻的第一输入信号,表示改进的GRU神经网络在t时刻的第二输入信号,表示改进的GRU神经网络在t-1时刻的中间输出信号,Wz1、Wr1和W1分别表示更新门、重置门和隐状态中与第一输入信号对应的权值,Wz2、Wr2和W2分别表示更新门、重置门和隐状态中与第二输入信号对应的权值,Uz、Ur和U分别表示更新门、重置门和隐状态中与中间输出信号对应的权值;和by分别表示更新门、重置门和隐状态的偏置向量;σ·表示sigmoid激活函数;tanh·表示双曲正切激活函数;⊙表示Hadamard乘积。
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