针对气动肌肉仿生肘关节抖振现象的Kalman-PID控制

摘要：

本文为了抑制气动人工肌肉(PAM)抖振现象,首先利用PID控制律近似代替其数学模型,求得其离散状态方程并代入到离散卡尔曼递推公式中,进而提出基于PID控制参数的卡尔曼PID(Kalman-PID,KPID)控制算法.为了验证算法的有效性,以3自由度PAM仿生肘关节为控制对象,分别利用PID及KPID控制器对其进行位姿控制.由实验结果可知,该算法相较PID控制器拥有更高的控制精度,提升了系统的鲁棒性,能够有效抑制由系统过程误差及测量误差所引起的PAM抖振现象,从而使仿生肘关节运动更加平稳.此外,不同于传统卡尔曼滤波算法与控制算法相结合的方式,KPID控制算法无需事先知道被控对象精准的数学模型及噪音特性的先验知识,从而避免复杂的数学建模过程,扩大了卡尔曼滤波算法的应用范围.

关键词：气动人工肌肉(PAM)、PID控制参数、卡尔曼PID(KPID)、仿生肘关节

所属期刊栏目：34

分类号：TH122

资助基金：国家自然科学基金面上项目61573093;国家高技术研究发展计划"863"计划2015AA042302资助. Supported by National Natural Science Foundation of China61573093;National High Technology Research&Development Program of China "863"program2015AA042302

在线出版日期：2017-07-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：477-482