用于基准测试力控制器的负载无关指标
系统与控制
2025-05-14 v1 系统与控制
摘要
扭矩控制执行器是与环境进行密切相互作用的机电系统的关键组件，如四足机器人、协作操作机械臂和外骨骼。这些执行器的性能和稳定性不仅取决于控制器设计和系统动力学，还显著取决于负载特征，这些特征可能包括与人类的相互作用或与非结构化环境的相互作用。这种负载依赖性凸显了需要一种能够独立于特定负载条件来评估和比较扭矩控制器的框架的需求。本短文，我们简洁地提出一种建模方法，能够捕捉负载对扭矩控制系统闭环动力学影响。基于该模型，我们提出了新的方法和定量指标，包括被动指数区间 (Passivity Index Interval)，该指标将被动性和小增益理论相结合，为单一被动性条件下的耦合稳定性提供了不那么保守的衡量标准。这些指标可与传统控制性能指标（如垂直时间和带宽）一起使用，以更全面地表征扭矩控制系统。我们通过扭矩控制器的实验比较演示了所提方法的应用。
引用
@article{arxiv.2505.08730,
title = {Load-independent Metrics for Benchmarking Force Controllers},
author = {Victor Shime and Elisa G. Vergamini and Cícero Zanette and Leonardo F. dos Santos and Lucca Maitan and Andrea Calanca and Thiago Boaventura},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.08730},
year = {2025}
}