undefined

Hybrid Nonlinear Model Predictive Motion Control of a Heavy-duty Bionic Caterpillar-like Robot

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Li Dongyi; Lu Kun; Cheng Yong; Wu Huapeng; Handroos Heikki; Yang Songzhu; Zhang Yu; Pan Hongtao

Tiivistelmä

This paper investigates the motion control of the heavy-duty Bionic Caterpillar-like Robot (BCR) for the maintenance of the China Fusion Engineering Test Reactor (CFETR). Initially, a comprehensive nonlinear mathematical model for the BCR system is formulated using a physics-based approach. The nonlinear components of the model are compensated through nonlinear feedback linearization. Subsequently, a fuzzy-based regulator is employed to enhance the receding horizon optimization process for achieving optimal results. A Deep Neural Network (DNN) is trained to address disturbances. Consequently, a novel hybrid controller incorporating Nonlinear Model Predictive Control (NMPC), the Fuzzy Regulator (FR), and Deep Neural Network Feedforward (DNNF), named NMPC-FRDNNF is developed. Finally, the efficacy of the control system is validated through simulations and experiments. The results indicate that the Root Mean Square Error (RMSE) of the controller with FR and DNNF decreases by 33.2% and 48.9%, respectively, compared to the controller without these enhancements. This research provides a theoretical foundation and practical insights for ensuring the future highly stable, safe, and efficient maintenance of blankets.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Lappeenrannan–Lahden teknillinen yliopisto LUT

Li Dongyi

Handroos Heikki Orcid -palvelun logo

Wu Huapeng

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Kone- ja valmistustekniikka

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1007/s42235-024-00570-y

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä