[发明专利]一种用于串联弹性驱动器的控制方法

摘要

本发明提供一种用于串联弹性驱动器的控制方法，方法包括：100、获取负载侧接触端口的角度/位置q、SEA的弹簧受力值τ_s、期望的角度/位置q_d、期望的关节刚度K_s；101、根据负载侧接触端口的角度/位置q、期望的角度/位置q_d、期望的关节刚度K_s，获取控制器外环的输出值ν；102、根据τ_s、ν和选择的控制器内环的参数信息，获取控制器内环的输出值w；103、根据w、设定的与τ_s关联的数值，获取SEA中电机的控制力τ_m。上述方法使SEA的机械输出端口可呈现任意期望的刚度值，同时可以突破传统SEA无法超越实际物理刚度的限制，同时可保证与外界环境接触稳定。

主权项

1.一种用于串联弹性驱动器的控制方法，其特征在于，包括：100、获取负载侧接触端口的角度/位置q、串联弹性驱动器SEA的弹簧受力值τ_s、期望的角度/位置q_d、期望的关节刚度K_s；101、根据所述负载侧接触端口的角度/位置q、期望的角度/位置q_d、期望的关节刚度K_s，获取控制器外环的输出值ν；102、根据所述弹簧受力值τ_s、输出值ν和选择的控制器内环的参数信息，获取控制器内环的输出值w；103、根据所述控制器内环的输出值w、设定的与所述弹簧受力值τ_s关联的数值，获取所述SEA中电机的控制力τ_m；其中，所述步骤101包括：v＝(q_d‑q)×(K_S+K_ds)；其中，K_d为微分系数，表示(q_d‑q)×K_d的求导运算；所述步骤102包括：其中，表示控制器内环的参数信息，表示的求导运算；另外，设定的与所述弹簧受力值τ_s关联的数值具体为：τ_s±C，C为预设数值；q_d＝0时，端口阻抗即弹簧受力值τ_s与负载速度相除的传递函数：令复变数代入公式(A3)中得到频率响应Z(jω)，以得出端口的阻抗频率特性；以及，期望刚度值K_desired和最终刚度值K_final，具体为：其中，B为电机的质量或转动惯量，K为SEA的弹簧弹簧刚度。