Inverse Optimal Robust Adaptive Controller for Upper Limb Rehabilitation Exoskeletons With Inertia and Load Uncertainties

外骨骼 控制理论(社会学) 李雅普诺夫函数 控制器(灌溉) 逆动力学 自适应控制 计算机科学 稳健性(进化) 数学 控制工程 工程类 非线性系统 模拟 人工智能 控制(管理) 物理 基因 生物 经典力学 量子力学 化学 生物化学 运动学 农学
作者
Jiamin Wang,Oumar Barry
出处
期刊:IEEE robotics and automation letters 卷期号:6 (2): 2171-2178 被引量:14
标识
DOI:10.1109/lra.2021.3061361
摘要

We propose a robust adaptive controller for the safe and accurate trajectory tracking control of upper limb rehabilitation exoskeletons. The proposed controller can adapt to the inertia and load uncertainties, and compensate for their effects. The $H_\infty$ robustness of the controller in $l_2$ perturbation/disturbance attenuation is realized by nonlinear robust control theory via inverse optimality. We mathematically prove the asymptotic stability and optimality of the controller by stabilizing a Lyapunov function and minimizing a meaningful cost function, respectively. We then demonstrate the performance of the controller with the simulations of two different exoskeleton control systems. The results show that the controller can identify and compensate for model uncertainties, and realize good tracking performance in the presence of perturbations and disturbances. These qualities are crucial to the reliability and safety of exoskeleton operations. In addition to rehabilitation exoskeletons, the proposed framework can also be applied to the control of other multibody robotic systems.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Ujjel75完成签到,获得积分20
刚刚
刚刚
1秒前
my123发布了新的文献求助10
1秒前
匆匆发布了新的文献求助10
3秒前
3秒前
聿木发布了新的文献求助10
3秒前
xxszyb完成签到,获得积分10
3秒前
华仔应助大胆的初瑶采纳,获得10
3秒前
3秒前
4秒前
HJJHJH发布了新的文献求助10
4秒前
5秒前
量子星尘发布了新的文献求助10
5秒前
6秒前
善学以致用应助cyxcss采纳,获得10
6秒前
7秒前
7秒前
星辰发布了新的文献求助10
7秒前
轻松凝竹完成签到,获得积分20
8秒前
66666666666666完成签到,获得积分10
8秒前
浅见春子发布了新的文献求助10
9秒前
Ujjel75完成签到,获得积分20
9秒前
10秒前
CipherSage应助开心的西瓜采纳,获得10
10秒前
10秒前
aaa发布了新的文献求助20
10秒前
小白发布了新的文献求助10
10秒前
10秒前
轻松凝竹发布了新的文献求助10
11秒前
zhan47发布了新的文献求助30
11秒前
海阔天空发布了新的文献求助10
11秒前
热心市民小红花应助andrele采纳,获得10
11秒前
略略略发布了新的文献求助10
12秒前
独特白桃完成签到,获得积分20
12秒前
12秒前
完美的雪旋完成签到,获得积分10
13秒前
13秒前
13秒前
13秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Polymorphism and polytypism in crystals 1000
Relation between chemical structure and local anesthetic action: tertiary alkylamine derivatives of diphenylhydantoin 1000
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Discrete-Time Signals and Systems 610
Principles of town planning : translating concepts to applications 500
Synthesis of Human Milk Oligosaccharides: 2'- and 3'-Fucosyllactose 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 纳米技术 有机化学 物理 生物化学 化学工程 计算机科学 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 物理化学 电极 冶金 遗传学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6072052
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 7903573
关于积分的说明 16341514
捐赠科研通 5212150
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2787700
邀请新用户注册赠送积分活动 1770434
关于科研通互助平台的介绍 1648160