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首页> 外文期刊>Mechatronics, IEEE/ASME Transactions on >Sliding Mode Control With Model-Based Switching Functions Applied on a 7-DOF Exoskeleton Arm
【24h】

Sliding Mode Control With Model-Based Switching Functions Applied on a 7-DOF Exoskeleton Arm

机译：具有基于模型的开关功能的滑模控制，适用于7 DOF外骨架臂

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This article features a novel sliding mode controller for robotic arms using nonlinear model-based switching functions. The new controller is experimentally validated on a 7-DOF exoskeleton arm used for upper-limb rehabilitation applications. The proposed approach features a novel concept using model-based switching functions in the sliding mode controller, which leads to considerable simplifications on the torque control inputs. Compared to conventional linear switching functions, model-based switching functions show substantial control performance improvements on the torque inputs, such as transient constraints reduction and enhanced robustness, while maintaining a very good tracking performance. Moreover, model-based switching functions design ensures a complete decoupling of chattering effect between joint axes. Furthermore, this approach can be combined with existing chattering reduction techniques to ensure proper control of chattering levels on the torque inputs. These advantages make the practical implementation of the model-based switching functions approach particularly desirable for wearable robotics, where smooth movements and high accuracy are important requirements for patients' comfort and security.
机译：本文采用了一种用于使用非线性模型的开关功能的机器人臂的新型滑动模式控制器。新的控制器在用于上肢康复应用的7-DOF外骨骼臂上进行实验验证。所提出的方法采用了一种新颖的概念，其使用滑模控制器中的基于模型的切换功能，这导致扭矩控制输入上的相当大的简化。与传统的线性切换功能相比，基于模型的开关功能显示了对扭矩输入的实质性控制性能改进，例如瞬态约束减小和增强的鲁棒性，同时保持了非常好的跟踪性能。此外，基于模型的开关功能设计可确保完全解耦的关节轴之间的抖动效果。此外，这种方法可以与现有的抖动减少技术组合，以确保正确控制扭矩输入上的抖动水平。这些优点使得基于模型的开关功能的实际实现对于可穿戴机器人来说是特别理想的，其中流畅的运动和高精度是患者舒适和安全性的重要要求。

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