18、基于近似线性化的机器人系统控制

基于近似线性化的机器人系统控制

1. 引言

在机器人系统控制中，为了稳定电动气动驱动机器人的动态并实现对参考设定点的精确跟踪，设计了H - 无穷（最优）反馈控制器。该控制器能在模型不确定性和外部干扰的情况下解决相关的最优控制问题。

2. 电动气动执行器的机器人动力学模型

2.1 2 - 连杆机器人外骨骼的动力学模型

2 - 连杆机器人外骨骼的动力学模型可简洁地表示为：
[M(\theta) \ddot{\theta} + C(\theta, \dot{\theta}) + G(\theta) = \tau]
其中，状态向量(\theta = [\theta_1, \theta_2]^T)，关节扭矩向量(\tau = [\tau_1, \tau_2]^T)，惯性矩阵(M(\theta))、科里奥利矩阵(C(\theta, \dot{\theta}))和重力矩阵(G(\theta))的定义如下：
[M(\theta) =
\begin{bmatrix}
m_1d_1^2 + I_1 + m_2l_1^2 + m_2d_1^2 + 2m_2l_1d_2 \cos(\theta_2) + I_2 & -m_2d_2^2 - m_2l_1d_2 \cos(\theta_2) - I_2 \
-m_2d_2^2 - m_2l_1d_2 \cos(\theta_2) - I_2 & m_2d_2^2 + I_2
\end{bmatrix}]
[C(\theta, \dot{\theta}) =
\begin{bmatrix}
-m_2l_1d_2 \s