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Central Pattern Generator Control of a Tensegrity Swimmer

机译：张力游泳者的中央模式发生器控制

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Rhythmic motion employed in animal locomotion is ultimately controlled by neuronal circuits known as central pattern generators (CPGs). It appears that these controllers produce efficient, oscillatory command signals by entraining to an efficient or economic gait via sensory feedback. This property is of great interest in the control of autonomous vehicles. The objective of this study is to experimentally validate synthesized CPG control of a tensegrity swimmer. The prestressed cables in a tensegrity structure provide a method of simultaneous actuation and sensing, analogous to the biological motor control mechanism of regulating muscle stiffness through motoneuron activation and sensing the resulting motion by stretch receptors. A three cell, class 2 tensegrity swimmer is designed and built, and open-loop control tests characterize its swimming performance. We then determine gaits for desired entrainment, and use a graphical design method to construct and test the closed-loop system. Lastly, we perform perturbed tests of the swimmer to illustrate the robustness of CPG control.
机译：在动物运动中使用的节律运动最终由称为中央模式发生器（CPG）的神经元回路控制。看来这些控制器通过感觉反馈带动到有效或经济的步态，从而产生有效的，振荡的命令信号。该特性对自动驾驶汽车的控制非常感兴趣。这项研究的目的是通过实验验证张力游泳运动员的合成CPG控制。张力结构中的预应力电缆提供了一种同时致动和感应的方法，类似于通过运动神经元激活来调节肌肉僵硬并通过拉伸感受器感应所产生的运动的生物运动控制机制。设计并制造了三单元2级张力游泳者，并通过开环控制测试来表征其游泳性能。然后，我们确定所需夹带的步态，并使用图形设计方法构建和测试闭环系统。最后，我们对游泳者进行了扰动测试，以说明CPG控制的鲁棒性。

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