气动肌腱驱动的关节位置和刚度控制仿真

针对现有气动肌腱驱动的关节难以实现位置和刚度的高精度控制问题,提出一种基于神经网络补偿控制的关节位置和刚度控制新方法。建立关节系统数学模型及关节位置和刚度解算模型实现关节位置和刚度的同步控制;采用神经网络补偿控制结构实现对关节位置和刚度的高精度控制。以FESTO公司MAS型气动肌腱驱动的关节为控制对象,进行关节位置和刚度控制的仿真研究,对比传统PID控制和神经网络补偿控制的控制精度。仿真结果表明神经网络补偿控制方法的关节位置和刚度控制精度均显著优于传统PID控制方法,正弦波、方波位置控制精度分别由0.75°,2.72°提高到0.01°,0.99°,恒定、正弦、阶梯刚度控制精度分别由0.25,1.53,1.19 Nm/rad提高到0.03,0.08,0.12 Nm/rad。