控制理论与应用

作者：于宁波,邹武林

单位：南开大学机器人与信息自动化研究所,南开大学机器人与信息自动化研究所

关键词：人机交互; 串联弹性驱动; 阻抗匹配; 频域分析; 广义KYP引理

基金：国家自然科学基金重点项目,国家自然科学基金,省自然科学基金

工程实际中的被控对象都具有明显的有限频域特性, 但目前的物理人机交互研究大多是针对全频域性能指标来设计阻抗控制器, 由此得到的控制器往往失之保守. 本文针对绳牵引串联弹性驱动下的人机物理交互问题, 采用有限频域性能约束方法来提升系统在设定频段的刚度控制性能. 首先, 分析绳牵引串联弹性驱动的刚度控制目标并将其转化成有限频域性能约束下的H∞控制问题. 其次, 根据广义Kalman-Yakubovich-Popov (KYP)引理, 将有限频域性能约束转化成矩阵不等式条件, 进而分解变换成有关全信息控制器和待求的静态输出反馈控制器的条件. 然后, 求解出一个满足条件的全信息控制器, 并迭代优化得到输出反馈控制器. 仿真和实验结果都表明, 本文方法在设定频段取得了更加精确的刚度控制效果.

来源：2019年第5期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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