虚拟扭矩控制器

抗耦合力扰动

基于模态解耦，该控制器将人机关节耦合干扰转化为独立通道并补偿残余项，从而提升液压驱动下肢外骨骼的扭矩跟踪精度。

赵劲松 · Nie, Xiaowei · Yi, Liu · 晓玲

ISA Transactions 2025

技术优势

关节间干扰被解耦

通过模态空间解耦，将质量矩阵和刚度矩阵对角化，形成两个独立的控制通道，从而消除各关节之间的扭矩耦合。

补偿人体运动干扰

虚拟扭矩控制策略补偿由人体运动和模态解耦后的残余项引起的干扰，提升扭矩跟踪精度。

对模型误差不敏感

引入H∞理论优化虚拟扭矩控制，降低对模型精度的依赖，提高系统鲁棒性。

应用场景

• 下肢外骨骼助力：提升液压外骨骼关节扭矩跟踪精度，改善助力效果。
• 人形机器人关节控制：解耦关节干扰并补偿人体运动，适用于人形机器人关节控制。
• 液压机械臂：抑制液压机械臂各关节耦合力扰动，提升控制性能。
• 动力辅助装置：增强动力辅助装置在人体运动干扰下的扭矩控制鲁棒性。