Long Short Term Memory Model Based Position-Stiffness Control of Antagonistically Driven Twisted-Coiled Polymer Actuators Using Model Predictive Control

模型预测控制 执行机构 刚度 计算机科学 控制理论(社会学) 接头(建筑物) 波形 职位(财务) 关节刚度 均方预测误差 期限(时间) 控制器(灌溉) 控制(管理) 算法 结构工程 工程类 人工智能 物理 财务 量子力学 经济 电信 农学 雷达 生物
作者
Tuan Luong,Kihyeon Kim,Sungwon Seo,Jeongmin Jeon,Chan-Yong Park,Myeongyun Doh,Ja Choon Koo,Hyouk Ryeol Choi,Hyungpil Moon
出处
期刊:IEEE robotics and automation letters 卷期号:6 (2): 4141-4148 被引量:20
标识
DOI:10.1109/lra.2021.3068905
摘要

Twisted-coiled polymer actuators (TCA) have many interesting properties that show potentials for making high performance bionic devices. This letter presents a long short term memory (LSTM) model to predict the behavior of an antagonistic joint driven by hybrid TCA bundles made from Spandex and nylon fibers. By using automatic differentiation, which can be done with PyTorch, a linearized discrete state space model can be formulated and then be utilized in model predictive control (MPC). The experimental results show that by combining LSTM and MPC in modeling and control of the TCA, both high prediction performance and control performance can be achieved. It is verified that using the LSTM model, the joint angle and actuator temperatures can be predicted accurately with an avarage steady state error less than 0.1 deg and 0.2 Cel. deg., respectively. The MPC control results show the controller's ability to reach the desired joint angle with an avarage steady state error of 0.21 degrees in set-point regulation and track a sinusoidal waveform at composite frequencies of 0.1 Hz to 0.15 Hz with the steady-state error less than 0.38 degrees while changing joint stiffness.

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
highwind发布了新的文献求助10
刚刚
gfsuen完成签到 ,获得积分10
刚刚
陈成完成签到,获得积分10
1秒前
瓦片制度发布了新的文献求助10
2秒前
高高盼海完成签到,获得积分10
2秒前
Llllll完成签到,获得积分10
3秒前
愚者完成签到,获得积分10
3秒前
jasmine完成签到,获得积分10
4秒前
ccm完成签到,获得积分10
4秒前
明朗完成签到 ,获得积分10
5秒前
5秒前
王博完成签到,获得积分10
6秒前
whandzxl完成签到,获得积分10
6秒前
朴实的pingu完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
6秒前
RichieXU完成签到,获得积分10
6秒前
钙离子完成签到,获得积分10
7秒前
可爱的函函应助dszfb采纳,获得10
7秒前
7秒前
rh完成签到,获得积分10
8秒前
小蘑菇应助jasmine采纳,获得50
8秒前
8秒前
沉静的乘风完成签到,获得积分10
10秒前
刻苦鹭洋发布了新的文献求助10
10秒前
反证谁能想的到完成签到,获得积分10
12秒前
凡而不庸完成签到,获得积分10
12秒前
LS完成签到,获得积分10
13秒前
乐乐应助highwind采纳,获得10
14秒前
酵母不能死完成签到,获得积分10
15秒前
上官若男应助chenye1采纳,获得10
16秒前
moony完成签到 ,获得积分10
16秒前
Aurora.H完成签到,获得积分10
17秒前
俭朴觅松完成签到 ,获得积分10
18秒前
yang完成签到,获得积分10
18秒前
彩色亿先完成签到 ,获得积分10
19秒前
19秒前
艾因兹怀斯完成签到,获得积分10
19秒前
韩钰小宝完成签到 ,获得积分10
20秒前
Zsy完成签到,获得积分10
20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
Cronologia da história de Macau 5000
Merrill's Atlas of Radiographic Positioning and Procedures - 3-Volume Set, 16th Edition 2000
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 540
Interactions of Vowel Quality and Prosody in East Slavic 500
Vander's Renal Physiology第10版 500
Materials Informatics Molecules, Crystals and Beyond A volume in Acta Materialia Book Series 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7065337
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8726936
关于积分的说明 18466948
捐赠科研通 6595249
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3125570
关于科研通互助平台的介绍 2221036
邀请新用户注册赠送积分活动 2101180