L1 Adaptive Resonance Ratio Control for Series Elastic Actuator with Guaranteed Transient Performance

要約

直列弾性アクチュエータ (SEA) 位置制御の静的誤差、オーバーシュート、振動を除去するために、L1 適応制御 (L1AC) 方式に基づいて共振比制御 (RRC) アルゴリズムが改良されました。
SEAの制御性能に影響を与える要因の分析に基づいて,アルゴリズムスキーマを提案し,安定性を証明し,主要な制御パラメータを分析した。
アルゴリズム スキーマは重力補償によってさらに改善され、予測誤差と参照誤差が減少して過渡的なパフォーマンスが保証されます。
最後に、アルゴリズムの有効性がシミュレーションとプラットフォーム実験によって検証されます。
シミュレーションと実験の結果は、アルゴリズムが優れた適応性を持ち、過渡制御性能を向上させ、静的エラー、オーバーシュート、および振動を効果的に処理できることを示しています。
さらに、リンク側の衝突が発生すると、外乱に対する L1AC のローパス フィルター特性により、アルゴリズムが自動的にリンク速度を下げてモーター電流を制限し、人間と SEA 自体を保護します。

要約(オリジナル)

To eliminate the static error, overshoot, and vibration of the series elastic actuator (SEA) position control, the resonance ratio control (RRC) algorithm is improved based on L1 adaptive control(L1AC)method. Based on the analysis of the factors affecting the control performance of SEA, the algorithm schema is proposed, the stability is proved, and the main control parameters are analyzed. The algorithm schema is further improved with gravity compensation, and the predicted error and reference error is reduced to guarantee transient performance. Finally, the effectiveness of the algorithm is validated by simulation and platform experiments. The simulation and experiment results show that the algorithm has good adaptability, can improve transient control performance, and can handle effectively the static error, overshoot, and vibration. In addition, when a link-side collision occurs, the algorithm automatically reduces the link speed and limits the motor current, thus protecting the humans and SEA itself, due to the low pass filter characterization of L1AC to disturbance.

arxiv情報

著者 Feiyan Min,Gao Wang,Xueqin Chen
発行日 2023-05-25 14:06:19+00:00
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