连续体机器人臂点对点运动的输入整形技术
针对缆索驱动的连续体机器人臂在静止到静止运动末端的残留振动问题，研究者应用时滞滤波器作为输入整形器，设计了非鲁棒和鲁棒两种滤波器。实验表明，输入整形器显著减少了超调量和稳定时间，鲁棒整形器效果更佳，为实现精确且鲁棒的连续体机器人操作提供了重要成果。
连续体机器人臂因其柔顺性和灵活性在复杂环境中具有广泛的应用前景，例如在医疗手术、工业检测和灾难救援等领域。然而，缆索驱动的连续体机器人臂是一种欠驱动系统，其动力学特性复杂，在从静止到静止的运动末端容易产生残留振动，这严重影响了定位精度和操作可靠性。为了解决这一问题，研究人员提出将时滞滤波器作为输入整形器应用于系统，以抑制振动模态的激发。
研究中，团队基于线性系统模型设计了两种时滞滤波器：非鲁棒型和鲁棒型。非鲁棒型针对名义模型进行优化，能够在理想条件下有效抑制振动；而鲁棒型则考虑了模型的不确定性，具有更强的抗干扰能力，适应实际应用中的参数变化。通过与传统速度驱动脉冲输入的对比实验，两种整形器均展现出更优越的性能，显著降低了超调量和稳定时间。实验在连续体机器人平台上进行，验证了输入整形器的有效性。
实验结果显示，应用输入整形后，机械臂末端的振荡大幅减弱，定位精度得到提升。特别地，鲁棒整形器进一步改善了响应品质，在应对不确定因素时表现更加稳定。这些成果对于实现连续体机器人在任意末端执行器轨迹下的精确与鲁棒控制具有重要意义，为未来在手术机器人、工业检测等需要高精度操作的应用中奠定了基础。该研究为连续体机器人的实用化提供了关键技术支撑。