王启明 苏建 牛治慧 林慧英† 徐观
WANG Qi-ming SU Jian NIU Zhi-hui LIN Hui-ying XU Guan
摘要: 并联机构位姿正解求解运用的 Newton-Raphson 迭代法对初值有很强依赖性,且 收敛速度较慢,无法满足实时性要求. 为此文中提出基于 Levenberg-Marquardt(L-M)算法 的改进 BP 分类神经网络结构模型和高阶收敛改进 Newton-Raphson 迭代法(HMNR)相结 合求解并联机构位姿正解. 以转向架参数测定试验台为例,借助位姿反解将轨道谱路谱转 化成试验台作动器的伸缩量指令,将其给定到液压系统中,驱动试验台耦合运动模拟车体 或转向架在该路谱线路上的运行状态. 运用大量实际运行样本数据作为训练数据,实现了 试验台位姿正解的初值求解,并与常用的基于拟牛顿算法(BFGS)的神经网络模型和量化 共轭梯度(SCG)算法的神经网络模型进行对比分析. 结果表明,L-M 算法模型在误差性能 分析上明显优于 BFGS 与 SCG 算法模型,且预测角度值误差均小于 4 ×10 -7 ,位移值误差 均小于 8 ×10 -4 . 将预测值作为 HMNR法的初值,进行迭代计算,较之 Newton-Raphson (NR)法迭代次数减少 41%,迭代时间缩短 23%. 将此混合策略用于试验台,进行实际相 邻车端相对位姿测量试验,进一步验证了该策略的有效性.