基于近似动力学建模的软体气动执行器控制
机器人学
2023-10-23 v2
摘要
本文提出一种针对注射泵与软体气动执行器(SPA)的整体系统建模策略。该软执行器被概念化为梁结构,采用二阶弯曲模型。固有频率方程由欧拉弯曲理论导出,阻尼比则通过拟合软体气动执行器的阶跃响应来估计。对模型不确定性的评估凸显了我们建模方法的鲁棒性。为验证该方法,我们将其应用于四种尺寸参数不同的原型。此外,设计了一台注射泵以驱动执行器,并提出压力模型以构建完整系统模型。借助该完整系统模型,实现了线性二次调节器(LQR)控制器来控制软执行器,在阶跃响应与方波函数响应测试中均达到高速响应与高精度。建模方法与 LQR 控制器均通过实验得到充分评估。最后,由一个含两个执行器并带反馈控制器的夹持器,展示了对易损物体的稳定抓取,成功率显著提升。
引用
@article{arxiv.2310.01740,
title = {Control of Soft Pneumatic Actuators with Approximated Dynamical Modeling},
author = {Wu-Te Yang and Burak Kurkcu and Motohiro Hirao and Lingfeng Sun and Xinghao Zhu and Zhizhou Zhang and Grace X. Gu and Masayoshi Tomizuka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2310.01740},
year = {2023}
}
备注
8 pages, 10 figures, accepted by 2023 IEEE ROBIO conference