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基于DMFC的上肢外骨骼人—機協(xié)調控制系統
DOI:
CSTR:
作者:
作者單位:

(湖南大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院,長(cháng)沙 410082)

作者簡(jiǎn)介:

方 麗(1980-),女,湖南衡陽(yáng)人,講師,碩士生在讀,主要從事機器學(xué)習、數據挖掘方向的研究。 [FQ)]

通訊作者:

中圖分類(lèi)號:

基金項目:

國家自然科學(xué)基金(61175124)。


A DMFC-based Man-machine Coordinated Control System of Upper Limb Exoskeleton
Author:
Affiliation:

(College of Electrical and Information Engineering,Hunan University,Changsha 410082,China)

Fund Project:

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    摘要:

    上肢外骨骼人—機協(xié)調控制系統中的一個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題是直角坐標系中的力信號轉換成聯(lián)合坐標系中力矩,該過(guò)程中奇點(diǎn)幾乎一直存在;為了解決這個(gè)問(wèn)題,提出了一種基于動(dòng)態(tài)模型力控制器(dynamic model of force control,DMFC)的控制系統;利用阻尼最小二乘法處理負載,轉矩補償負載質(zhì)量,避免了奇異性;在外骨骼的末端執行器處安裝力傳感器用于測量外骨骼和負載之間的力,通過(guò)相互作用力自動(dòng)反映使用者的運動(dòng)意圖;實(shí)驗結果表明,提出的控制系統具有非常好的穩定性和可負載性,當施加負載補償時(shí),不附加任何物體與附加5公斤對象的外骨骼末端執行器位置之間的穩態(tài)誤差可減小至0.01 μm以下,完全滿(mǎn)足起吊重物的上肢外骨骼需求。

    Abstract:

    The key problem of upper limb exoskeleton man- machine coordinated control system is Cartesian coordinate system signal convert into joint coordinate’s moment. Singular points almost exist in the processing all the time. A new control system based on dynamic model of force control is proposed in this paper. Damped least squares method is used to handle the load,and the load torque compensation quality,avoiding singularity. In addition,the sensor at the end of exoskeleton actuator is used to measure the force between the exoskeleton and the load,and the user's motion intent is reflected by interaction automatically. Experimental results show that the proposed control system has a very good stability and load resistance,when the load is applied,The steady-state error between the end position of the exoskeleton that not loading anything and the end position of the exoskeleton that not loading 5kg is reduced to 0.01 um,and this is quite meet the upper limb exoskeleton lifting heavy demand.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

方麗,彭順生.基于DMFC的上肢外骨骼人—機協(xié)調控制系統計算機測量與控制[J].,2015,23(7):2381-2384, 2388.

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