基于改进扩展卡尔曼滤波的外骨骼系统扰动观测器
机器人学
2025-10-20 v1
摘要
机械系统的名义性能常受到未知扰动的影响。二维自由度的控制结构可以将名义性能与扰动抑制解耦。然而，当扰动动力学未知时，完美的扰动抑制是不可实现的。本文揭示了在跟踪速度和跟踪不确定性之间存在的内在权衡。随后，我们提出两种新方法来增强扰动估计：一种基于交互式多模型扩展卡尔曼滤波的扰动观测器，另一种基于多核相关性扩展卡尔曼滤波的扰动观测器。实验在外骨骼系统上进行，验证在时变相互作用力场景下，所提出的两种方法分别将髋关节误差提高了36.3%和16.2%，膝关节误差提高了46.3%和24.4%，显著优于基于扩展卡尔曼滤波的扰动观测器，凸显了所提方法的优越性。
引用
@article{arxiv.2510.15533,
title = {Improved Extended Kalman Filter-Based Disturbance Observers for Exoskeletons},
author = {Shilei Li and Dawei Shi and Makoto Iwasaki and Yan Ning and Hongpeng Zhou and Ling Shi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2510.15533},
year = {2025}
}