CyberOctopus 软体臂的能量整形控制
系统与控制
2023-04-25 v2 机器人学
系统与控制
摘要
本文将能量整形方法应用于控制柔性的弹性 Cosserat 杆模型。此类连续体模型近来受到关注，源于软体机器人中的应用，以及力学与具身化在生物控制策略中作用日益被认识：章鱼常被视为这种相互作用的标志性例子。此处，对建模单条章鱼臂的 Cosserat 杆动力学作为哈密顿系统处理，内部肌肉驱动器建模为分布力与力偶。所提出的能量整形控制设计流程包含两步：（1）设计势能，使其极小值为期望平衡构型；（2）实施能量整形控制律以到达期望平衡。通过将受控哈密顿量解释为李雅普诺夫函数，推导出平衡构型的渐近稳定性。能量整形控制律仅需平衡构型的形变。提出一种前向后向算法以在线迭代方式计算这些形变。整体控制设计方法在动态仿真环境中实现并演示。报告了若干涉及章鱼臂控制的仿生数值实验结果。
引用
@article{arxiv.2004.05747,
title = {Energy Shaping Control of a CyberOctopus Soft Arm},
author = {Heng-Sheng Chang and Udit Halder and Chia-Hsien Shih and Arman Tekinalp and Tejaswin Parthasarathy and Ekaterina Gribkova and Girish Chowdhary and Rhanor Gillette and Mattia Gazzola and Prashant G. Mehta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2004.05747},
year = {2023}
}