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题名SEAs导纳控制的μ综合方法
被引量：1
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作者
李思奇
黄远灿
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机构
北京理工大学机电学院
北京理工大学智能机器人与系统高精尖创新中心
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出处
《自动化学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2021年第7期1539-1547,共9页
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基金
国家自然科学基金(61773065,61075080)
哈尔滨工业大学机器人与系统国家重点实验室开放式基金(SKLRS-2017-KF-05)资助。
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文摘
SEAs(Series elastic actuators)具有在确保机器人性能的基础上兼顾其安全性的特点,因此被广泛地应用在康复机器人中.为实现良好的康复训练效果,机器人需根据实际要求呈现不同的阻抗特性.本文采用μ综合技术解决了SEAs导纳控制器的设计问题.首先,考虑参数摄动、传感器噪声、输入干扰及控制输入限制等不确定性因素,建立SEAs模型.其次,应用混合稳定性原理分析系统的交互稳定性.由于无源环境的阻抗在高频段必然呈现小增益特性,所以,当端口导纳在低频段满足无源性,高频段具有小增益时,就能确保交互的稳定性.然后,将SEAs的导纳控制综合问题转化为实际端口导纳与期望导纳匹配的μ综合问题.最后,通过调节加权函数,不仅让SEAs闭环系统的端口导纳逼近期望的端口导纳,还能同时满足交互稳定性条件,从而可以独立于环境因素来设计导纳控制器.仿真结果表明,基于μ综合方法设计的控制器,能精确地逼近期望的端口导纳,且确保交互稳定性.另外,通过Hankel逼近方法得到的降阶控制器也具有满意的控制效果.
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关键词
串联弹性驱动器
Μ综合
导纳控制
混合稳定性
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Keywords
series elastic actuators(seas)
μ-synthesis
admittance control
mixed stability
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分类号
TP242
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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