软弯曲执行器的自适应鲁棒控制：一种基于经验非线性模型的方法（英文）

目的:为软体机器人系统提供统一且完整的动力学建模方法,并且基于建立的模型设计控制器,以实现软体机器人的精确位置控制。创新点:1.提出了一种经验非线性模型及其辨识方法,提高了气动软体机器人建模的精度;2.建立了不平衡气动比例阀的准静态流量模型,实现了气动系统的动力学建模;3.基于模型,设计了自适应鲁棒控制器,实现了软体机器人的精确位置控制。方法:1.将传统线性模型的参数设置为位置的函数,使用泰勒展开、系统滤波和最小二乘方法,实现任意阶次的经验非线性模型辨识;2.对不平衡气动比例阀进行阀芯受力分析,推导阀芯位置的准静态方程,进而推导准静态流量模型;3.通过轨迹跟踪对比实验,验证所提出的模型和控制器的有效性。结论:1.实验结果表明,仅使用滑模控制器,就可以实现较高精度的轨迹跟踪,这证明了所提建模方法的有效性;2.使用自适应鲁棒控制器,并在传统滑模控制器的基础上在线更新参数,可以有效提高轨迹跟踪精度。