磁流变静液压执行器的底层力控制
机器人学
2022-07-07 v1
摘要
精确且高保真的力控制对于与人及未知环境交互的新一代机器人至关重要。移动机器人，如可穿戴设备和腿式机器人，还必须重量轻以实现其功能。静液压传动已被提出作为一种有前景的策略来满足这两个具有挑战性的要求。在之前的出版物中，已表明使用与静液压传动耦合的磁流变（MR）执行器可提供高功率密度和出色的开环人机交互。然而，开环力保真度在低频和高频下会因传动系统的动力学和非线性摩擦而降低。本文比较了用于 MR-静液压执行器系统的控制策略，以提高其力矩保真度，定义为带宽（测量力矩与期望力矩参考值之比）和透明度（在反向驱动机器人时最小化反映到末端执行器的不期望力）。开发并实验比较了四种控制方法：（1）带摩擦补偿的开环控制；（2）非同位压力反馈；（3）同位压力反馈；（4）LQGI 状态反馈。还实施了一种抖动策略以平滑滚珠丝杠摩擦。结果表明，方法（1）、（2）和（3）可以提高性能，但面临折衷，而方法（4）可以同时改善所有指标。这些结果显示了使用控制方案来提高使用系留架构的机器人的力控制性能的潜力，解决了传动动力学和摩擦等问题。
引用
@article{arxiv.2207.02671,
title = {Low-Level Force-Control of MR-Hydrostatic Actuators},
author = {Jeff Denis and Jean-Sebastien Plante and Alexandre Girard},
journal= {arXiv preprint arXiv:2207.02671},
year = {2022}
}