带推力器的平面多关节系统的建模、可观测性与惯性参数估计

本研究为建模和实时估计带有关节推力器的自由漂浮多关节系统的姿态与惯性参数提供了理论基础，这对于安全有效的控制器设计和性能评估至关重要。首先，我们改造平面非线性多关节蛇形机器人模型以表示带有关节推力器的平面生物仿生沙鲃机器人链，移除关节执行器，引入关节推力器，并允许关节长度、质量和惯性矩非均匀。其次，我们对带有关节推力器的多关节系统进行非线性可观测性分析，证明在配备惯性测量单元并满足特定推力条件下，关节角度、角速度、质量和惯性矩在局部可观测。所得分析结果通过三关节系统的仿真演示。