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气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节位置/刚度控制
被引量：
14
1
作者
朱坚民
黄春燕
+1 位作者
雷静桃
齐北川
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第13期64-74,共11页
仿生关节是四足仿生机器人实现灵活跳跃、奔跑等高速复杂运动的基本要素。针对现有气动肌腱驱动的仿生关节难以实现设定刚度下的高精度位置控制问题,提出一种基于模糊神经网络补偿控制的拮抗式仿生关节位置/刚度控制新方法。建立关节位...
仿生关节是四足仿生机器人实现灵活跳跃、奔跑等高速复杂运动的基本要素。针对现有气动肌腱驱动的仿生关节难以实现设定刚度下的高精度位置控制问题,提出一种基于模糊神经网络补偿控制的拮抗式仿生关节位置/刚度控制新方法。建立关节位置/刚度解算模型,根据关节驱动力矩及设定刚度计算气动肌腱的理论充气压力;建立关节输出刚度计算模型,根据关节输出位置及气动肌腱的实际充气压力计算仿生关节的实际输出刚度;采用由模糊神经网络补偿控制器、PID控制器和模糊神经网络辨识器构成的模糊神经网络补偿控制结构实现对仿生关节的高精度位置控制。以FESTO公司MAS型气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节为控制对象,进行关节位置/刚度控制的试验研究,对比PID控制和模糊神经网络补偿控制的位置控制精度,探究仿生关节刚度的动态响应。试验结果表明:模糊神经网络补偿控制方法的位置控制精度显著优于PID控制方法,位置控制精度由3°提高到0.6°;同时两种控制方法均能较好地跟随关节设定刚度,刚度跟踪精度均在1 N?m/rad内。
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关键词
气动肌腱
仿生关节
位置
/
刚度
控制
模糊神经网络补偿
控制
试验验证
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职称材料
气动肌腱拮抗式仿生关节建模与运动控制
被引量：
1
2
作者
艾宁义
杨冬
+1 位作者
李铁军
马涛
《液压与气动》
北大核心
2020年第8期12-21,共10页
从仿生角度出发,基于人体手指关节的骨骼结构和肌肉发力特点,设计出一种气动肌腱驱动、腱传动的拮抗式仿生关节。针对气动肌腱的高度非线性特性,通过搭建实验平台,测试肌腱性能,采用最小二乘法建立单根气动肌腱的数学模型。基于该关节...
从仿生角度出发,基于人体手指关节的骨骼结构和肌肉发力特点,设计出一种气动肌腱驱动、腱传动的拮抗式仿生关节。针对气动肌腱的高度非线性特性,通过搭建实验平台,测试肌腱性能,采用最小二乘法建立单根气动肌腱的数学模型。基于该关节采用腱传动特点,建立关节力矩输出模型。建立关节位置/刚度解算模型,根据关节位置、关节刚度及关节输出力矩解算气动肌腱理论输入压力。采用模糊PID算法和传统PID算法实现对该关节位置闭环控制、关节刚度开环控制。实验结果表明,2种方法均能较好的跟随关节刚度,同时模糊PID算法的位置控制精度明显优于传统PID算法。
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关键词
气动肌腱
腱传动
位置
/
刚度
控制
模糊PID
试验验证
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职称材料
气动肌腱驱动的关节位置和刚度控制仿真
被引量：
4
3
作者
朱坚民
黄春燕
+1 位作者
雷静桃
齐北川
《控制工程》
CSCD
北大核心
2016年第1期38-47,共10页
针对现有气动肌腱驱动的关节难以实现位置和刚度的高精度控制问题,提出一种基于神经网络补偿控制的关节位置和刚度控制新方法。建立关节系统数学模型及关节位置和刚度解算模型实现关节位置和刚度的同步控制;采用神经网络补偿控制结构实...
针对现有气动肌腱驱动的关节难以实现位置和刚度的高精度控制问题,提出一种基于神经网络补偿控制的关节位置和刚度控制新方法。建立关节系统数学模型及关节位置和刚度解算模型实现关节位置和刚度的同步控制;采用神经网络补偿控制结构实现对关节位置和刚度的高精度控制。以FESTO公司MAS型气动肌腱驱动的关节为控制对象,进行关节位置和刚度控制的仿真研究,对比传统PID控制和神经网络补偿控制的控制精度。仿真结果表明神经网络补偿控制方法的关节位置和刚度控制精度均显著优于传统PID控制方法,正弦波、方波位置控制精度分别由0.75°,2.72°提高到0.01°,0.99°,恒定、正弦、阶梯刚度控制精度分别由0.25,1.53,1.19 Nm/rad提高到0.03,0.08,0.12 Nm/rad。
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关键词
气动肌腱
关节
位置
和
刚度
控制
神经网络补偿
控制
仿真验证
下载PDF
职称材料
题名
气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节位置/刚度控制
被引量：
14
1
作者
朱坚民
黄春燕
雷静桃
齐北川
机构
上海理工大学机械工程学院
上海大学机电工程与自动化学院
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第13期64-74,共11页
基金
国家自然科学基金(51375289
50975179)
上海市科委科研计划(13160502500)资助项目
文摘
仿生关节是四足仿生机器人实现灵活跳跃、奔跑等高速复杂运动的基本要素。针对现有气动肌腱驱动的仿生关节难以实现设定刚度下的高精度位置控制问题,提出一种基于模糊神经网络补偿控制的拮抗式仿生关节位置/刚度控制新方法。建立关节位置/刚度解算模型,根据关节驱动力矩及设定刚度计算气动肌腱的理论充气压力;建立关节输出刚度计算模型,根据关节输出位置及气动肌腱的实际充气压力计算仿生关节的实际输出刚度;采用由模糊神经网络补偿控制器、PID控制器和模糊神经网络辨识器构成的模糊神经网络补偿控制结构实现对仿生关节的高精度位置控制。以FESTO公司MAS型气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节为控制对象,进行关节位置/刚度控制的试验研究,对比PID控制和模糊神经网络补偿控制的位置控制精度,探究仿生关节刚度的动态响应。试验结果表明:模糊神经网络补偿控制方法的位置控制精度显著优于PID控制方法,位置控制精度由3°提高到0.6°;同时两种控制方法均能较好地跟随关节设定刚度,刚度跟踪精度均在1 N?m/rad内。
关键词
气动肌腱
仿生关节
位置
/
刚度
控制
模糊神经网络补偿
控制
试验验证
Keywords
pneumatic muscles actuators
bionic joint
position/stiffness control
fuzzy neural network compensation control
experimental verification
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP273 [自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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职称材料
题名
气动肌腱拮抗式仿生关节建模与运动控制
被引量：
1
2
作者
艾宁义
杨冬
李铁军
马涛
机构
河北工业大学机械工程学院
出处
《液压与气动》
北大核心
2020年第8期12-21,共10页
基金
国家重点研发计划(2018YFB1306902)
国家自然科学基金重点项目(U1813222)
河北省自然科学基金(E2019202338)。
文摘
从仿生角度出发,基于人体手指关节的骨骼结构和肌肉发力特点,设计出一种气动肌腱驱动、腱传动的拮抗式仿生关节。针对气动肌腱的高度非线性特性,通过搭建实验平台,测试肌腱性能,采用最小二乘法建立单根气动肌腱的数学模型。基于该关节采用腱传动特点,建立关节力矩输出模型。建立关节位置/刚度解算模型,根据关节位置、关节刚度及关节输出力矩解算气动肌腱理论输入压力。采用模糊PID算法和传统PID算法实现对该关节位置闭环控制、关节刚度开环控制。实验结果表明,2种方法均能较好的跟随关节刚度,同时模糊PID算法的位置控制精度明显优于传统PID算法。
关键词
气动肌腱
腱传动
位置
/
刚度
控制
模糊PID
试验验证
Keywords
pneumatic muscles actuators
tendon transmission
position/stiffness control
fuzzy PID
experimental verification
分类号
TH138 [机械工程—机械制造及自动化]
TP241 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
气动肌腱驱动的关节位置和刚度控制仿真
被引量：
4
3
作者
朱坚民
黄春燕
雷静桃
齐北川
机构
上海理工大学机械工程学院
上海大学机电工程与自动化学院
出处
《控制工程》
CSCD
北大核心
2016年第1期38-47,共10页
基金
国家自然科学基金(51375289
50975179)
+1 种基金
上海市科委科研计划(13160502500)
沪江基金(D14005)
文摘
针对现有气动肌腱驱动的关节难以实现位置和刚度的高精度控制问题,提出一种基于神经网络补偿控制的关节位置和刚度控制新方法。建立关节系统数学模型及关节位置和刚度解算模型实现关节位置和刚度的同步控制;采用神经网络补偿控制结构实现对关节位置和刚度的高精度控制。以FESTO公司MAS型气动肌腱驱动的关节为控制对象,进行关节位置和刚度控制的仿真研究,对比传统PID控制和神经网络补偿控制的控制精度。仿真结果表明神经网络补偿控制方法的关节位置和刚度控制精度均显著优于传统PID控制方法,正弦波、方波位置控制精度分别由0.75°,2.72°提高到0.01°,0.99°,恒定、正弦、阶梯刚度控制精度分别由0.25,1.53,1.19 Nm/rad提高到0.03,0.08,0.12 Nm/rad。
关键词
气动肌腱
关节
位置
和
刚度
控制
神经网络补偿
控制
仿真验证
Keywords
Pneumatic muscle actuators
joint
position and stiffness control
neural network compensation control
simulation verification
分类号
TP27 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
TP24 [自动化与计算机技术—控制科学与工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
气动肌腱驱动的拮抗式仿生关节位置/刚度控制
朱坚民
黄春燕
雷静桃
齐北川
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
14
下载PDF
职称材料
2
气动肌腱拮抗式仿生关节建模与运动控制
艾宁义
杨冬
李铁军
马涛
《液压与气动》
北大核心
2020
1
下载PDF
职称材料
3
气动肌腱驱动的关节位置和刚度控制仿真
朱坚民
黄春燕
雷静桃
齐北川
《控制工程》
CSCD
北大核心
2016
4
下载PDF
职称材料
已选择
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