基于平坦性的气动人工肌肉二自由度平台控制

气动人工肌肉是一种非常有趣的执行器类型，具有极高的功率重量比和功率体积比。然而，要高效使用它们，需要非常精确的控制方法，以考虑其高度非线性的复杂动态特性。本文考虑了一个二自由度平台模型，其姿态由三个由伺服阀控制的气动肌肉决定，该平台模拟了 Stewart 平台的简化版本。针对该试验台，提出了一种基于模型的控制方法，该方法基于对肌肉和平台的精确第一性原理建模以及伺服阀的静态模型。所采用的控制方法是 Fliess 提出的所谓基于平坦性的控制。本文首先回顾了该控制技术的基础，然后展示了如何将其应用于所提出的实验平台；由于基于平坦性的控制是一种开环控制，在其之上加入了比例积分控制器，以增加对建模误差和外部扰动的鲁棒性。在论文最后，通过实验结果展示了所提方法的有效性。与简单的比例积分控制器相比，可以明显看到跟踪性能的改善。