虚拟扭矩控制与模态脱研究相结合,用于液压驱动下肢外骨架机器人机器人的研究.
Jinsong Zhao1, Huidong Hou2, Xianwei Niu2
1School of Mechanical Engineering, Yanshan University, Qinhuangdao, 066004, China; Hebei Provincial Key Laboratory of Heavy Machinery Fluid Power Transmission and Control, Yanshan University, Qinhuangdao, 066004, China; Key Laboratory of Advanced Forging & Stamping Technology and Science (Yanshan University), Ministry of Education of China, Qinhuangdao, 066004, China; State Key Laboratory of Crane Technology, Yanshan University, Qinhuangdao, 066004, China.
本研究介绍了一种使用模态脱的虚拟扭矩控制 (VTC) 策略,以提高液压驱动下肢外骨架机器人 (HDLLER) 的性能. 该方法通过解决关节合干扰和人机交互来提高精确的扭矩跟踪.
科学领域:
- 机器人技术 机器人技术 机器人技术
- 生物力学 生物力学
- 控制系统 控制系统
背景情况:
- 液压驱动的下肢外骨架机器人 (HDLLER) 提供行走辅助.
- 在HDDLLER中复杂的联合扭矩合阻碍了精确的扭矩跟踪.
- 人机交互带来了进一步的控制挑战.
研究的目的:
- 为HDDLLERs提出一个虚拟扭矩控制 (VTC) 策略.
- 解决关节合干扰和人机交互效应的问题.
- 为了提高HDDLLER控制的精度和稳定性.
主要方法:
- 为HDLLER建立了一个人机器人合动态模型.
- 应用基于振动理论的模态空间脱来对角化系统矩阵.
- 实施了VTC战略,以补偿干扰和剩余条款.
- 利用H∞理论来优化VTC对模型不确定性的稳定性.
主要成果:
- 模式脱成功创建了独立的控制道.
- 该VTC战略有效地弥补了人类运动和模型的不确定性.
- H∞优化提高了控制策略的稳定性,并减少了模型依赖.
- 实验性比较验证了拟议方法的增强性能.
结论:
- 基于模式脱的拟议VTC战略显著提高了HDLLER的性能.
- 优化H∞的VTC增强了对参数变化和模型不准确性的稳定性.
- 这种方法为精确可靠的外骨控制提供了一个有希望的解决方案.
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