单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书（包括伴 随的权利要求、摘要和附图）中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代 特征来代替。
[0135] 此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的实施例包括其它实施例中所 包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围 之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之 一都可以以任意的组合方式来使用。
[0136] 本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行 的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用 微处理器或者数字信号处理器（DSP)来实现根据本发明实施例的复杂对象的参数辨识装 置中的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者 全部的设备或者装置程序（如计算机程序和计算机程序产品）。这样的实现本发明的程序 可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以 从因特网的网站上下载得到，也可以在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
[0137] 应该注意的是，上述实施例是对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且 本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求 中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词"包含"不排除存 在未列在权利要求中的元件或者步骤等。位于元件之前的单词"一"或"一个"不排除存在 多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计 算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一 个硬件项来具体体现。单词第一、第二以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词 解释为名称。
【主权项】
1. 一种复杂对象的参数辨识方法，其特征在于，所述方法包括下述步骤： 初始设置步骤：为待辨识参数组赋予不同组的参数值，以初始设置各粒子的位置； 迭代步骤：计算各粒子在迭代过程中的位置，并根据各粒子的位置利用各粒子各自对 应的一个激励响应数据组确定具有邻域历史最优位置的粒子； 评价步骤：按照邻域历史最优位置从优到劣的顺序从未被选取过的具有邻域历史最优 位置的粒子中顺序选取多个粒子，将不同的多个激励响应数据组均作为筛选评价序列分别 对当前选取的多个粒子的邻域历史最优位置进行误差评价； 判断步骤：根据所述误差评价的结果判断当前选取的粒子中是否存在满足预设误差要 求的粒子，如果存在，则将满足预设误差要求的粒子的邻域历史最优位置所表示的参数值 作为参数辨识结果，否则，在未被选取的粒子达到预定数量时，返回所述评价步骤，而在未 被选取的粒子达不到预定数量时，返回所述初始设置步骤。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，在由航天器、安装于航天器中的具有多臂节 的机械臂以及被机械臂抓取的待辨识目标组成的多刚体系统的应用环境中，所述待辨识参 数组包括：待辨识目标的质量以及待辨识目标的质心位置。3. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述迭代步骤具体包括： 利用下述公式分别计算各粒子在本次迭代过程中的位置； 利用各粒子各自对应的一个激励响应数据组对各粒子在本次迭代过程中的位置分别 进行误差评价，并根据误差评价的结果记录粒子所在邻域的邻域历史最优位置信息以及各 粒子的个体历史最优位置信息，其中，不同粒子对应不同的激励响应数据组； 在各粒子中存在误差满足预定要求的粒子或者当前迭代次数达到预定次数时，到所述 评价步骤，否则，进行下一次迭代过程；其中，Xn (g+Ι)表示第g+Ι代的粒子η的位置，Xn(g)表示第g代的粒子η的位置，Vn (g+1) 表示第g+1代的粒子η的速度，η表示各粒子标号，且η = 1，2, ...，N，N表示粒子总数量， vn (g)表示第g代的粒子η的速度，ω表示惯性权重，cl和c2表示学习因子，ξ表示预定 区间内的随机矢量，表示截止到第g代为止粒子η的个体历史最优位置，τι表示预定 区间内的随机矢量，-vf (g):表示第g代的粒子η所在邻域中的邻域历史最优位置。4. 如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述利用各粒子各自对应的一个激励响应 数据组对各粒子在本次迭代过程中的位置分别进行误差评价包括： 利用各粒子各自对应的一个激励响应数据组基于下述公式对各粒子在本次迭代过程 中的位置分别进行误差评价；其中，:为使用Xn计算获得的复杂对象响应结果值，1"表示粒子η， Α(.τ"),···，瓦(?)表示粒子η对应的复杂对象响应观测值，rt表示欧式距离平方的计算符号； 且所述Λ(&).是利用下述公式计算获得的：其中，f[*]表示复杂对象计算动力学模型函数，d(tn)表示1^时刻对应的复杂对象状 态矩阵，J (〇表示tn时刻对应的复杂对象激励矩阵，Xn (g)表示第g代的粒子η的位置，tn 时刻对应的复杂对象状态和激励即为粒子η所使用的激励响应数据组。5. 如权利要求3所述的方法，其中，所述迭代步骤还包括： 每间隔6"代，将所有粒子中误差评价最差的K 个粒子X1 (g)按照下述公式进行变 换；其中，Kra表示重启粒子比例，且K ra〈l，N表示粒子总数量，dg·)表示从第g代中的随 机选取的误差评价达到预定要求的粒子r的邻域历史最优位置，ξ表示预定区间内的随机 矢量。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述邻域由距离一粒子的欧式距离最小的 Nnb (g)个粒子构成； 其中，g表示当前迭代次数，G表示总迭代次数，Knb表示邻域内的粒 子占粒子总数量的比例，且Knb〈l，N表示粒子总数量。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将不同的多个激励响应数据组均作为 筛选评价序列分别对当前选取的多个粒子的邻域历史最优位置进行误差评价包括： 利用下述公式对当前选取的各粒子的邻域历史最优位置分别进行误差评价；其中，匕表示误差评价的结果，Nr表示多个激励响应数据组的组数，I |*| I 2表示欧式距 离平方的计算符号，f[*]表示复杂对象计算动力学模型函数，d(tu)表示tu时刻对应的复 杂对象状态矩阵，J (tu)表示tu对应的复杂对象激励矩阵，表示当前选取的第u个粒 子在截止到第g代为止时的邻域历史最优位置，表示tu时刻对应的复杂对象 响应观测值。8. -种被空间机器人抓取的复杂对象的参数辨识装置，其特征在于，所述装置包括： 初始设置模块，适于为待辨识参数组赋予不同组的参数值，以初始设置各粒子的位 置； 迭代模块，适于计算各粒子在迭代过程中的位置，并根据各粒子的位置利用各粒子各 自对应的一个激励响应数据组确定具有邻域历史最优位置的粒子； 评价模块，适于按照邻域历史最优位置从优到劣的顺序从未被选取过的具有邻域历史 最优位置的粒子中顺序选取多个粒子，将不同的多个激励响应数据组均作为筛选评价序列 分别对当前选取的多个粒子的邻域历史最优位置进行误差评价； 判断模块，适于根据所述误差评价的结果判断当前选取的粒子中是否存在满足预设误 差要求的粒子，如果存在，则将满足预设误差要求的粒子的邻域历史最优位置所表示的参 数值作为参数辨识结果，否则，在未被选取的粒子达到预定数量时，触发评价模块继续执行 选取和误差评价的操作，而在未被选取的粒子达不到预定数量时，触发初始设置模块执行 初始设置操作。9. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，在由航天器、安装于航天器中的具有多臂节 的机械臂以及被机械臂抓取的待辨识目标组成的多刚体系统的应用环境中，所述待辨识参 数组包括：待辨识目标的质量以及待辨识目标的质心位置。10. 如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述评价模块具体适于： 利用下述公式对当前选取的各粒子的邻域历史最优位置分别进行误差评价；其中，匕表示误差评价的结果，Nr表示多个激励响应数据组的组数，I 1*1 I 2表示欧式距 离平方的计算符号，f[*]表示复杂对象计算动力学模型函数，d(tu)表示tu时刻对应的复 杂对象状态矩阵，J(tu)表示tu对应的复杂对象激励矩阵，表示当前选取的第U个粒 子在截止到第g代为止时的邻域历史最优位置，Β(υ，···.Α(υ]表示tu时刻对应的复杂对象 响应观测值。
【专利摘要】本发明公开了复杂对象的参数辨识方法和装置；其中的方法包括：初始设置各粒子的位置；计算各粒子在迭代过程中的位置，根据各粒子的位置利用各粒子各自对应的一个激励响应数据组确定具有邻域历史最优位置的粒子；按照邻域历史最优位置从优到劣顺序从未被选取过的粒子中选取多个粒子，利用不同的多个激励响应数据组分别对当前选取的多个粒子的邻域历史最优位置进行误差评价；根据评价结果判断当前选取的粒子中是否存在满足预设误差要求的粒子，如果存在，则将满足预设误差要求的粒子的邻域历史最优位置所表示的参数值作为参数辨识结果，否则在未被选取的粒子达到预定数量时，返回评价操作，而在未被选取的粒子达不到预定数量时，返回初始设置操作。
【IPC分类】G06F17/15
【公开号】CN105426341
【申请号】CN201510724542
【发明人】李文皓, 张珩, 马欢, 肖歆昕
【申请人】中国科学院力学研究所
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年10月29日