气动肌肉肘关节MPI迟滞模型与补偿控制

摘要：

针对气动肌肉驱动的四连杆肘关节输入气压与输出角度间的迟滞进行分析.建立肘关节迟滞的Prandtl-Ishlinskii(PI)模型,采用Levenbe唱-Marquardt方法辨识模型参数;选择改进Play算子合适的包络函数,设计一种可描述非对称迟滞现象的改进PI(Modified PI,MPI)模型,相较于传统PI模型(Classical PI,CPI),MPI模型对非对称迟滞曲线拟合度更高.基于MPI模型,设计前馈积分逆补偿器,并与PID组成积分逆补偿控制器(MPI-I-I-PID);完成了MPI-I-I-PID、PID与基于CPI模型的积分逆补偿PID控制器(CPI-I-I-PID)的位置控制仿真.仿真结果表明,MPI-I-I-PID可以减小跟踪误差,提高跟踪精度.在不同负载下进行了控制实验,实验结果表明,随着负载增加,补偿效果减弱,为此在补偿器中加入分段PID,MPI-I-I-pPID可减小抖动幅度,降低肘关节跟踪误差,提高位置控制精度和稳定性,验证了迟滞补偿器的有效性.

关键词：气动肌肉、CPI模型、MPI模型、迟滞补偿控制

所属期刊栏目：50

分类号：TP242(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金项目51575503

在线出版日期：2019-07-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：412-418