NA-CPG: A robust and stable rhythm generator for robot motion control

中心图形发生器 控制理论(社会学) 机器人 计算机科学 解耦(概率) 分歧(语言学) 振幅 联轴节(管道) 摇摆 物理 节奏 工程类 控制工程 控制(管理) 人工智能 声学 哲学 机械工程 量子力学 语言学
作者
Ru Tong,Changlin Qiu,Zhengxing Wu,Jian Wang,Min Tan,Junzhi Yu
标识
DOI:10.1016/j.birob.2022.100075
摘要

Central pattern generators (CPGs) have been widely applied in robot motion control for the spontaneous output of coherent periodic rhythms. However, the underlying CPG network exhibits good convergence performance only within a certain range of parameter spaces, and the coupling of oscillators affects the network output accuracy in complex topological relationships. Moreover, CPGs may diverge when parameters change drastically, and the divergence is irreversible, which is catastrophic for the control of robot motion. Therefore, normalized asymmetric CPGs (NA-CPGs) that normalize the amplitude parameters of Hopf-based CPGs and add a constraint function and a frequency regulation mechanism are proposed. NA-CPGs can realize parameter decoupling, precise amplitude output, and stable and rapid convergence, as well as asymmetric output waveforms. Thus, it can effectively cope with large parameter changes to avoid network oscillations and divergence. To optimize the parameters of the NA-CPG model, a reinforcement-learning-based online optimization method is further proposed. Meanwhile, a biomimetic robotic fish is illustrated to realize the whole optimization process. Simulations demonstrated that the designed NA-CPGs exhibit stable, secure, and accurate network outputs, and the proposed optimization method effectively improves the swimming speed and reduces the lateral swing of the multijoint robotic fish by 6.7% and 41.7%, respectively. The proposed approach provides a significant improvement in CPG research and can be widely employed in the field of robot motion control.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
刚刚
1秒前
小小喵发布了新的文献求助10
1秒前
Hello应助LC采纳,获得10
1秒前
852应助鲤鱼秋寒采纳,获得10
2秒前
2秒前
多边形发布了新的文献求助30
3秒前
Kz发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
HPDDDP发布了新的文献求助10
4秒前
wujiarui发布了新的文献求助10
4秒前
斯文败类应助萤火虫采纳,获得10
4秒前
布医发布了新的文献求助10
5秒前
7秒前
7秒前
科研牛马完成签到,获得积分10
7秒前
BohanHou完成签到,获得积分10
7秒前
8秒前
负责赛凤完成签到,获得积分10
10秒前
11秒前
小可爱发布了新的文献求助20
11秒前
11秒前
酷酷灵槐完成签到 ,获得积分10
11秒前
尼克11完成签到,获得积分10
12秒前
充电宝应助BohanHou采纳,获得10
12秒前
共享精神应助小小喵采纳,获得10
12秒前
13秒前
13秒前
赘婿应助Kz采纳,获得10
13秒前
13秒前
庭子发布了新的文献求助10
13秒前
13秒前
13秒前
14秒前
弹剑作歌发布了新的文献求助20
14秒前
14秒前
Camille完成签到 ,获得积分20
14秒前
酷波er应助wujiarui采纳,获得10
15秒前
墨西哥范闲完成签到 ,获得积分10
16秒前
高分求助中
One Man Talking: Selected Essays of Shao Xunmei, 1929–1939 1000
Yuwu Song, Biographical Dictionary of the People's Republic of China 700
[Lambert-Eaton syndrome without calcium channel autoantibodies] 520
Sphäroguß als Werkstoff für Behälter zur Beförderung, Zwischen- und Endlagerung radioaktiver Stoffe - Untersuchung zu alternativen Eignungsnachweisen: Zusammenfassender Abschlußbericht 500
少脉山油柑叶的化学成分研究 430
Revolutions 400
MUL.APIN: An Astronomical Compendium in Cuneiform 300
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 有机化学 工程类 生物化学 纳米技术 物理 内科学 计算机科学 化学工程 复合材料 遗传学 基因 物理化学 催化作用 电极 光电子学 量子力学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 2453690
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2125687
关于积分的说明 5412834
捐赠科研通 1854356
什么是DOI,文献DOI怎么找? 922289
版权声明 562306
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 493447