面向机器人测试平台的低成本 Stewart 平台的端到端设计与非线性估计与控制
机器人学
2025-10-28 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
本文提出了一种低成本 Stewart 平台原型的完整设计、控制与实验验证方案，旨在为科研与教育提供一种经济且功能可靠的机器人测试平台。该平台融合了市售零件、3D 打印及定制制造部件，利用六个线性执行器实现从固定底座到移动平台的全六自由度运动。系统软件在统一框架内集成了动态建模、数据采集与实时控制。基于反馈线性化的鲁棒轨迹跟踪控制器，辅以 LQR 方案，补偿平台的非线性动力学，实现精确运动控制。同时，扩展卡尔曼滤波器融合 IMU 与执行器编码器反馈，在传感器噪声与外部扰动下提供准确可靠的状态估计。与以往仅强调建模或控制等单一环节的工作不同，本文提供了经过仿真与静态、动态轨迹实验验证的完整硬件软件平台。结果表明，平台在轨迹跟踪与实时状态估计方面表现出色，凸显其作为高性价比且应用前景广泛的科研与教育工具的潜力。
引用
@article{arxiv.2510.22949,
title = {End-to-End Design and Validation of a Low-Cost Stewart Platform with Nonlinear Estimation and Control},
author = {Benedictus C. G. Cinun and Tua A. Tamba and Immanuel R. Santjoko and Xiaofeng Wang and Michael A. Gunarso and Bin Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.22949},
year = {2025}
}
备注
24 pages, journal