携行外骨骼自适应虚拟力矩控制研究

在深入分析人的行为特征以及携行系统虚拟力矩控制机理的基础上,设计了非线性自适应控制器来克服摩擦及系统不确定性等非线性因素的影响。基于李亚普诺夫稳定性原理设计了自适应虚拟力矩控制器,并将其应用于下肢外骨骼的运动控制,理论分析及仿真结果证明了此控制方案的可行性及有效性。

复合控制导弹反步滑模IGC自适应设计方法

针对直接力/气动力复合控制导弹,基于扩张状态观测器和反步终端滑模控制,提出一种制导与控制一体化设计方法。通过对系统不确定性进行观测,并设计自适应律补偿观测误差,实现系统对复合干扰的抑制。随后引入虚拟控制力矩的概念,规避了直接在控制器中求解控制量,基于梯度下降法和混合整数线性规划提出一种自适应控制分配策略,充分利用系统已有信息,解决控制量分配实时性要求和精度要求的矛盾。最后通过数值仿真证明,所提出的综合设计方法能够在系统存在内外扰动时,保证系统收敛且使得控制量减小,制导精度提高。

下肢携行外骨骼系统建模及控制

针对下肢携行外骨骼系统这一典型的人机一体化系统,采用拉格朗日方法建立了其刚体动态数学模型,运用虚拟关节力矩控制法对下肢外骨骼进行了控制,并运用仿真实验对建模方法及控制进行了验证。结果表明,所施加控制能明显减轻人的负重感,实现了外骨骼系统的携行。

一种稳定姿态行走的四足机器人虚拟力矩控制方法

文章针对四足机器人在trot步态下如何进行稳定行走这一问题,提出了一种用于四足机器人稳定姿态行走的虚拟力矩控制方法。首先,对四足机器人进行运动学分析并用MATLAB工具箱和Simulink进行仿真验证。之后,用五次多项式来规划足端轨迹并利用蒙特卡洛法和MATLAB工具箱联合选出符合四足机器人行走的步高和步长。再次,将姿态控制策略和虚拟力矩控制策略分别运用到四足机器人的整体结构中和关节角上。最后仿真表明,与开环控制策略相比,本文采用的控制策略使四足机器人在trot步态行走中的俯仰角、横滚角和航偏角的变化范围进一步缩小,稳定性提高明显。