Оптимальное квадратичное управление электроприводами коленного сустава экзоскелета с упругими связями
Разрабатывается математическая модель для системы электропривода экзоскелета с упругими связями с применением метода оптимального квадратичного управления (LQR). В отличие от традиционных жестких приводов, важными особенностями упругого привода являются: управление устойчивостью, более низкий выходной импеданс, ударопрочность и лучшее накопление энергии. На основе математической модели электрического привода с упругими связями коленного сустава экзоскелета предложен метод управления LQR (Linea quadratic regulator), который обеспечивает соответствие момента ноги человека заданому значению момента. Экзоскелет предназначен для поддержки людей с ограниченными возможностями. Система электропривода экзоскелета сложна и требует высокой точности для обеспечения устойчивого перемещения инвалидов. Сложность подобных систем заключается в упругости механических связей, из-за которых возникает автоколебание в переходном процессе системы, что в итоге может привести к полной нестабильности работы электроприводов экзоскелета. Современным подходом к решению сложных задач является оптимальное квадратичное управление. Применение стабильного и эффективного метода управления LQR оправданно. Результаты исследования подтверждаются моделированием в среде Matlab&Simulink.
Авторы: М. П. Белов, Д. Д. Чыонг
Направление: Электротехника
Ключевые слова: Экзоскелет, электропривод, оптимальное квадратичное управление, оптимальный регулятор, упругая передача, упругая связь, LQR
Открыть полный текст статьи