基于自然自适应律的冗余上肢外骨骼分散非线性控制
机器人学
2023-01-23 v3
摘要
本工作的目的是利用一种称为虚拟分解控制（VDC）的自适应分散控制方法，来控制7自由度（DoF）右手上肢外骨骼末端执行器的姿态与位置。主流的自适应VDC方法需要调整13n个自适应增益以及26n个上下参数界，其中n为刚体数目。因此，将VDC方案用于操控如7-DoF上肢外骨骼这类高自由度机器人可能是一项艰巨任务。本文采用一种称为自然自适应律（NAL）的新自适应函数，将VDC从这些负担中解放出来，从而将全部13n个增益减少为一个，并去除对上下界的依赖。为此，重构了基于VDC的动力学方程，并使惯性参数向量与NAL兼容。随后，利用NAL自适应函数设计了一种新的自适应VDC方案。这种新颖的自适应VDC方法确保了估计参数的物理一致性条件，且无需上下界。最后，借助虚拟稳定性概念及伴随函数证明了该算法的渐近稳定性。实验结果用于展示所提新自适应VDC方案的优异性能。
引用
@article{arxiv.2208.12184,
title = {Decentralized Nonlinear Control of Redundant Upper Limb Exoskeleton with Natural Adaptation Law},
author = {Mahdi Hejrati and Jouni Mattila},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.12184},
year = {2023}
}
备注
Manuscript is published in 2022 IEEE-RAS 21st International Conference on Humanoid Robots (Humanoids)