一种基于对数衰减法的气动软体手控制新型参数估计方法，用于伪刚体建模
机器人学
2025-09-03 v1
摘要
物理人机交互（HRI）的快速发展加速了软体机器人设计与控制器的进步。由于软体机器人的连续变形特性，控制软体机器人，尤其是软体手抓取，极具挑战性，这促使人们使用基于简化模型的控制器来实现实时动态性能。然而，现有大多数模型存在计算效率低和参数辨识复杂的问题，限制了其实时应用。为解决这一问题，我们提出了一种将伪刚体建模与对数衰减法相结合的参数估计范式（PRBM plus LDM）。我们使用一个软体机器人手测试平台，验证了PRBM plus LDM在根据压力输入预测位置和力输出方面的能力，并对其性能进行了基准测试。随后，我们实现了基于PRBM plus LDM的闭环位置和力控制器。与简单的PID控制器相比，PRBM plus LDM位置控制器实现了更低的误差（所有手指的平均最大误差：4.37度对比20.38度）。在力控制方面，PRBM plus LDM在抓取易碎物体的捏取任务中优于恒压抓取：薯片86对比82.5，螺丝刀74.42对比70，黄铜硬币64.75对比35。这些结果表明，PRBM plus LDM是一种计算高效且精确的软体执行器建模技术，能够实现稳定、灵活的抓取和精确的力调节。
引用
@article{arxiv.2509.01113,
title = {A novel parameter estimation method for pneumatic soft hand control applying logarithmic decrement for pseudo rigid body modeling},
author = {Haiyun Zhang and Kelvin HoLam Heung and Gabrielle J. Naquila and Ashwin Hingwe and Ashish D. Deshpande},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.01113},
year = {2025}
}