面向可反向驱动髋部外骨骼的最优能量整形控制
机器人学
2023-03-28 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
外骨骼中广泛使用的任务相关控制器跟踪预定义轨迹，这过度约束了具有残留自主活动能力个体的随意运动。另一方面，能量整形通过闭环中改变人体动态特性来提供任务无关的辅助。虽然人机外骨骼系统常使用 Euler-Lagrange 方程建模，在我们之前的工作中，我们将系统建模为端口受控哈密顿系统，并使用互联-阻尼配置无源控制为膝-踝外骨骼设计了任务无关控制器。在本文中，我们将该框架扩展以设计可反向驱动髋部外骨骼的控制器来辅助多种任务。我们选取了一组包含运动学信息的基函数并优化相应系数，使控制器能够提供贴合不同日常生活活动规范性人体力矩的扭矩。两名健康受试者的实验证明了该控制器在不同任务中降低肌肉负荷的能力。
引用
@article{arxiv.2210.03777,
title = {Optimal Energy Shaping Control for a Backdrivable Hip Exoskeleton},
author = {Jiefu Zhang and Jianping Lin and Vamsi Peddinti and Robert D. Gregg},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.03777},
year = {2023}
}