29、外骨骼机器人控制与安全研究进展

外骨骼机器人控制与安全研究进展

外骨骼机器人控制策略

外骨骼机器人的控制策略对于其性能和应用效果至关重要。在CMU的踝关节和膝关节外骨骼中，采用了低水平扭矩控制器，其由比例控制、阻尼注入和迭代学习组成，具体公式如下：
- 控制公式 ：
- (\dot{\theta} {des}(i, n) = K_p \cdot e {\tau}(i, n) - K_{damp} \cdot \dot{\theta} m(i, n) + \dot{\theta} {learn}(i + d, n))
- 其中，(i)表示时间步长，在脚跟触地时刻设为零，并以500Hz的速率更新；(n)指当前步幅的编号，在同一只脚每次脚跟触地时更新；(d)是一个延迟，等于电机速度变化反映在施加扭矩中所需的时间步数；(\dot{\theta} {des})指期望的电机速度；(K_p)是应用于(e {\tau})（扭矩跟踪误差）的比例增益；(K_{damp})是应用于(\dot{\theta} m)（电机速度）的阻尼增益；(\dot{\theta} {learn})是一个学习项，通过以下公式计算：
- (\dot{\theta} {learn}(i, n) = \beta \cdot \dot{\theta} {des}(i, n - 1) - K_l \cdot e_{\tau filt}(i, n - 1))
- 其中，(\beta)是一个“遗忘”项，作为学习轨迹的权重；(K_l)是应用于滤波扭矩误差(e_{\tau filt})的增益，(e_{\tau fi