Performance Analysis of PID, PD and Fuzzy Controllers for Position Control of 3-Dof Robot Manipulator
Hussaini Adamu Polytechnic（侯赛因·阿达姆理工学院）；Bayero University, Kano（卡诺贝罗大学）；Ahmadu Bello University（阿赫马杜·贝洛大学）
机器人操作器由于其巨大的重要性而广泛用于工业应用中，例如在建筑自动化中。因此，设计控制器以适应应用的密集目的是控制研究人员的主要挑战之一。本文对三自由度机器人操作臂的三种控制器进行了比较分析。设计了比例积分微分（PID）、比例微分（PD）和模糊逻辑（FL）控制器，并对机器人的各个环节进行了仿真。使用瞬态和稳态响应特性评估每种控制方法的性能。结果表明，PID和PD在上升时间和建立时间方面表现更好，而FLC表现出更小的超调量
2019-10-26 cs.RO cs.SY eess.SY
A Natural Indirect Adaptive Controller for a Satellite-Mounted Manipulator
本文针对卫星搭载机械臂操作物体时，物体不确定性和执行器非线性故障影响系统性能的问题，提出间接自适应控制器，考虑效能损失并保持惯性参数物理一致性，经分析后仿真验证其性能与鲁棒性。
2023-10-11 cs.SY eess.SY
Desired Model Compensation based Position Constrained Control of Robotic Manipulators
本文提出了基于期望模型的关节位置约束机器人控制器的设计和相应的稳定性分析。具体地说，提供的初始关节位置跟踪误差信号开始低于一些预定义的值，所提出的控制器确保联合跟踪误差信号保持在该区域内（由预定义的上限定义），并渐近地接近零。
2020-04-24 cs.SY eess.SY
Quaternion-based non-singular terminal sliding mode control for a satellite-mounted space manipulator
本文针对星载空间机械臂，提出基于四元数的非奇异终端滑模控制器，并嵌入自适应项估计干扰上界，实现所有自由度的鲁棒控制，Lyapunov理论证明稳定且仿真验证了性能与燃料效率。
2023-05-25 cs.SY eess.SY
Reduced-order observer design for a robotic manipulator
本文研究了机器人降维观测器的设计问题。观测器的稳定性条件的基础上得到的李雅普诺夫分析和建议的观测器增强与混合计划，可以调整增益，以应付可能的无界速度的机器人关节。由于这种混合策略，观测器的工作准确的开环控制器和输出反馈控制器驱动的机器人。数值模拟说明了降维观测器在几种情况下的功效，包括与经典的全阶观测器的性能比较。
2021-11-23 cs.SY eess.SY
Observer-Based Fixed-Time Nested Sliding-Mode Control for Tip-Position Regulation of a Single-Link Flexible Manipulator
Indian Institute of Technology, Delhi（德里印度理工学院）
本文提出了一种针对需严格时间约束下高精度位置控制的单链柔性执行器控制策略，通过设计嵌套非奇异终端滑模控制器和固定时间滑模观测器，实现系统状态的精确估计与闭环控制，通过理论分析和实验验证了控制算法的稳定性与有效性。
2026-05-12 cs.SY eess.SY
Feedback-based Digital Higher-order Terminal Sliding Mode for 6-DOF Industrial Manipulators
Harbin Institute of Technology（哈尔滨工业大学）；University of California, Berkeley（加州大学伯克利分校）
由于多自由度机器人操作器的非线性动力学、干扰和不确定性，其精确运动控制一直具有挑战性。针对大多数机械手采用数字信号控制的特点，提出了一种新的带有时滞估计的离散形式高阶滑模控制器。在设计中使用的机械手的动态模型允许适当处理的非线性，不确定性和干扰问题。具体而言，参数不确定性和干扰处理的时间延迟估计和非线性的机械手是由控制器的反馈结构来解决。在控制器中，终端滑模面和高阶控制方案的结合保证了快速响应和小的抖振幅度。此外，该控制器设计了一个修改的滑模面和变增益结构，使控制器的性能得到进一步提高。本文还分析了保证闭环系统稳定的条件。最后，仿真和实验结果表明，所提出的控制方案在机器人操作系统具有精确的性能。
2021-02-06 cs.RO cs.SY eess.SY
Adaptive Zero Reaction Motion Control for Free-Floating Space Manipulators
Beijing Institute of Control Engineering（北京控制工程研究所）；China Aerospace Science and Technology Corporation（中国航天科技集团有限公司）
本文提出了一种自适应零反力运动控制器，用于具有不确定动力学和运动学的自由浮动空间机械臂，解决了自适应反力空问（RNS）控制方案中线性表达难以获得的问题，实现了航天器姿态调节和末端执行器轨迹跟踪。
2015-12-14 cs.SY eess.SY
A Whole-Body Controller Based on a Simplified Template for Rendering Impedances in Quadruped Manipulators
Istituto Italiano di Tecnologia (IIT)（意大利理工学院）
四足机器人在自主操作、遥操作或人机交互过程中需要对外力具有柔顺性。本文提出了一种全身控制器，允许实施笛卡尔阻抗控制，以协调跟踪性能和所需的遵守机器人基地和机械臂。该控制器是通过一个优化问题，使用二次规划（QP）施加一个所需的行为，同时满足摩擦锥约束，单边力约束，关节和扭矩限制。所提出的策略将平台的臂和基座结合起来，执行线性双质量弹簧阻尼器系统的行为，并允许独立地调整其惯性，刚度和阻尼特性。以90kg的HyQ机器人为例进行了仿真研究，仿真结果显示了在机械臂末端执行器施加外力时的阻抗渲染性能。本文介绍了完整的立场条件（所有腿在地面上）的结果，并首次，还显示了阻抗渲染是如何在动态步态的接触条件的影响。
2022-08-01 cs.RO cs.SY eess.SY
Model-Free Coordinated Optimization of IBR Controllers for Enhanced Grid-Level Transient Dynamic Performance
Texas A&M University（德克萨斯农工大学）
本文提出无模型协调优化IBR控制器的方法，通过高保真电力系统仿真器评估暂态响应，并采用PMZO-Adam算法优化控制参数，提升电网暂态频率响应性能。
2026-09-15 cs.SY eess.SY
Adaptive-Sliding Mode Trajectory Control of Robot Manipulators with Uncertainties
Salahaddin University-Erbil（埃尔比勒萨拉赫丁大学）；University of Kurdistan Hewler（库尔德斯坦休勒大学）；University of Florida（佛罗里达大学）
本文针对机器人机械臂在不确定动力学、振动和负载变化扰动下的轨迹跟踪问题，提出一种基于Lyapunov方法的自适应滑模控制器，并通过MATLAB-SIMULINK仿真验证其稳定性、鲁棒性、精确性和可实现性。
2024-08-06 cs.RO cs.SY eess.SY
An Approach to Reduce Computational Load: Precalculating Gain Matrices for an LQR Controller of a Four-Axis Manipulator Using State Space Kinematics
本文针对功率或CPU受限且无法使用ROS的四轴机械臂，提出通过预计算不同状态的LQR增益矩阵来降低CAS计算负载，并提供了C++示例代码。
2023-12-22 cs.RO cs.SY eess.SY
Position Constrained, Adaptive Control of Robotic Manipulators without Velocity Measurements
本文提出了一种基于模型的、关节位置跟踪误差受限的自适应输出反馈控制器的设计和相应的稳定性分析。具体而言，假设初始关节位置跟踪误差在预定义区域内开始，所提出的控制器算法确保关节跟踪误差保持在该区域内并且渐近地接近于零，尽管缺乏与系统动态相关联的关节速度测量和不确定性。通过使用替代滤波器公式并结合使用所需的模型补偿，消除了对关节速度测量的需要。通过一个基于障碍李雅普诺夫函数的参数证明了闭环系统的稳定性和收敛性。最后以一个双连杆机器人为例进行了仿真，验证了该方法的可行性和有效性。
2021-07-07 cs.SY eess.SY
A General Scheme Implicit Force Control for a Flexible-Link Manipulator
El Bosque University（埃尔博斯克大学）；San Buenaventura University（圣布努艾文塔拉大学）；Simon Bolivar University（西蒙·玻利瓦尔大学）
本文提出了一种针对与柔顺环境交互的单连杆柔顺机械臂的隐式力控方案，基于机械臂的数学模型，考虑了柔性梁的动力学和重力作用，通过结构参数确定控制器参数，利用李雅普诺夫理论保证稳定性，采用内外闭环控制结构实现位置和力的跟踪控制及振动抑制。
2017-05-13 cs.RO cs.SY eess.SY
Development of an Adaptive Sliding Mode Controller using Neural Networks for Trajectory Tracking of a Cylindrical Manipulator
Hanoi university of Industry（河内工业大学）；East Asia University of Technology（东亚理工大学）
针对圆柱形机械臂在系统不确定性下的非线性轨迹跟踪难题，提出融合神经网络的自适应滑模控制器ASMC-NN，仿真表明其精度高、响应快且可靠。
2025-01-08 cs.RO cs.SY eess.SY
Stable Contact Guaranteeing Motion/Force Control for an Aerial Manipulator on an Arbitrarily Tilted Surface
Seoul National University（首尔国立大学）
本研究的目的是设计一个运动/力控制器的空中机械手，保证跟踪随时间变化的运动/力轨迹，以及在自由和接触运动之间的过渡过程中的稳定性。为此，我们建立了Kelvin-Voigt线性模型，并通过递归最小二乘估计器估计其参数。然后，基于扰动观测器（DOB）的运动/力控制器的增益计算的基础上的稳定性条件，同时考虑模型的不确定性的动力学方程和自由和接触运动之间的切换。为了验证所提出的控制器，我们进行了随时间变化的运动/力跟踪实验与不同的接近速度和方向的表面。结果表明，我们的控制器使空中机械手跟踪随时间变化的运动/力的轨迹。
2023-01-19 cs.RO cs.SY eess.SY
Influence of Radial Basis Activation Functions on Intelligent Controller for Robotic Manipulators
Smart Systems Lab, Department of Mechanical Engineering, University of Turku（智能系统实验室，机械工程系，图尔库大学）
本文提出一种基于径向基函数神经网络的智能控制框架，用于机器人机械臂轨迹跟踪，重点研究激活函数选择对瞬态行为、稳态精度和控制平滑度的影响。
2026-07-03 cs.RO cs.SY eess.SY
Impedance Control for Manipulators Handling Heavy Payloads
针对重负载导致传统阻抗控制器失效的问题，提出一种无需加速度测量的内外环阻抗控制方案，能设定一般目标阻抗模型并解析证明稳定性，实验证实其能有效塑造承载重负载机械臂的阻抗。
2024-09-23 cs.RO cs.SY eess.SY
Adaptive Machine Learning for Cooperative Manipulators
利用自适应机器学习方法研究了在不精确运动学模型下形成闭合运动链的协作机器人的自校正控制问题。由两个级联估计器在线更新与互连机械臂的相对位置/方向不确定性有关的运动学参数，以调整合作控制器，从而实现具有最小范数驱动力的精确运动跟踪。该技术允许精确校准所涉及的机械手的相对运动学，而不需要高精度的端点传感或力测量，因此它是经济合理的。研究整个实时估计器/控制器系统的稳定性表明，如果i）角速度矢量的方向不随时间保持恒定，并且ii）初始运动学参数误差由一些已知参数的缩放器函数上界，则可以确保自适应控制过程的收敛性和稳定性。自适应控制器被证明是无奇异性的，即使控制律涉及反演的估计参数计算的矩阵的近似。实验结果表明，传统的逆动态控制方案的跟踪性能的运动学不准确的敏感性，而跟踪误差显着减少的自校正合作控制器。
2022-09-06 cs.RO cs.SY eess.SY
Fixed-time Integral Sliding Mode Control for Admittance Control of a Robot Manipulator
Queen’s University of Belfast（贝尔法斯特女王大学）；University of Warwick（华威大学）
提出了一种新的固定时间积分滑模控制器的导纳控制，以加强物理人机协作。该方法结合了导纳控制对外力的顺从性和积分滑模控制对不确定性的鲁棒性，使系统能够在不确定环境中有效地与人类合作。首先，在ISMC中应用固定时间滑模面，使得系统的跟踪误差在固定时间内收敛，而不受初始条件的影响。然后，固定时间反推控制器（BSP）集成到ISMC作为名义控制器，实现全局固定时间收敛。此外，为了克服奇异性问题，设计了一种非奇异固定时间滑模面，并将其集成到控制器中，这对于实际应用是有用的。最后，所提出的控制器进行了验证的两连杆机器人机械手的不确定性和外部人力。仿真结果表明，所设计的控制器在跟踪误差和收敛时间方面均具有较好的性能，同时能够在共享工作空间内实现人体运动的控制。
2022-08-09 cs.RO cs.SY eess.SY
Adaptive Task Space Non-Singular Terminal Super-Twisting Sliding Mode Control of a 7-DOF Robotic Manipulator
Department of Mechanical Engineering, Dalhousie University（达勒豪西大学机械工程系）；GIPSA-lab, CNRS, University of Grenoble Alpes（格勒诺布尔阿尔卑斯大学GIPSA-lab）
本文提出一种带自适应增益的任务空间非奇异终端超螺旋滑模控制器，用于7自由度操作臂轨迹跟踪，通过仿真与硬件实验验证其在未知扰动下能抑制抖振、提高跟踪精度并减少控制量。
2025-08-22 cs.RO cs.SY eess.SY
Robust Artificial Delay based Impedance Control of Robotic Manipulators with Uncertain Dynamics
Indian Institute of Technology Delhi（印度理工学院德里分校）
针对动力学不确定性机器人，提出了一种基于人工延迟的阻抗控制器。该控制律通过一种新的广义滤波跟踪误差（GFTE）将时延估计（TDE）框架与超扭曲算法（STA）类型的二阶切换控制器相结合。虽然时间延迟估计框架消除了机器人动力学的准确建模的需要，通过估计不确定的机器人动力学和相互作用的力量，从最近的过去数据的状态和控制努力，在外环中的二阶开关控制律提供了鲁棒性对时间延迟估计（TDE）的错误，由于近似的机械手动态。因此，所提出的控制律试图建立一个理想的阻抗模型之间的机器人末端执行器变量，即力和运动存在的不确定性，无论是当它遇到平滑的接触力和自由运动。两连杆机械手使用所提出的控制器的仿真结果与收敛性分析，以验证命题。
2022-08-20 cs.RO cs.SY eess.SY
Optimize the parameters of the PID Controller using Genetic Algorithm for Robot Manipulators
Hanoi university of Industry（河内工业大学）
针对两自由度机械臂的非线性 PID 参数整定难题，提出用遗传算法优化 PID 参数，仿真表明其提升了精度、稳定性并缩短轨迹跟踪响应时间。
2025-01-08 cs.RO cs.SY eess.SY
Adaptive Robust Controller for handling Unknown Uncertainty of Robotic Manipulators
Università di Padova（帕多瓦大学）
针对机械臂轨迹跟踪需精确动力学模型及不确定性先验边界的问题，提出无先验知识的自适应鲁棒反馈线性化方案，经仿真验证性能与现有方法相当且所需先验知识更少。
2024-06-20 cs.RO cs.SY eess.SY
Distributed formation control for manipulator end-effectors
University of Groningen（格罗宁根大学）；Universidad Complutense de Madrid（马德里康普顿斯大学）；Nanjing University of Science and Technology（南京理工大学）
为了满足不同建模参数可用性的需要，提出了三种分布式编队控制器，用于实现和保持机械手末端执行器的二维/三维编队形状。首先提出了一种系统参数完全已知的机械手分布式编队控制器。通过在末端执行器之间分配虚拟弹簧并在接头处添加阻尼项来实现编队控制目标，这为所提出的解决方案提供了清晰的物理解释。随后，我们将其扩展到机械手运动学和系统参数不完全已知的情况。引入了一个额外的积分器和自适应估计器，分别用于重力补偿和稳定。仿真结果与平面机械手和七自由度仿人机械臂，以说明所提出的方法的有效性。
2021-07-08 cs.RO cs.SY eess.SY
A Robust Controller based on Gaussian Processes for Robotic Manipulators with Unknown Uncertainty
Department of Information Engineering, Università di Padova（信息工程系，帕多瓦大学）
提出基于高斯过程回归的鲁棒反馈线性化策略，通过估计模型失配并补偿残余不确定性，实现拉格朗日系统的精确轨迹跟踪。
2025-07-15 cs.RO cs.SY eess.SY
Adaptive Control of Robot Manipulators With Uncertain Kinematics and Dynamics
Beijing Institute of Control Engineering（北京控制工程研究所）
本文提出两种自适应控制方案，实现不管运动学和动力学不确定性的任务空间轨迹跟踪，通过数值模拟验证了控制器性能。
2016-02-12 cs.RO cs.SY eess.SY
Hierarchical Control Strategy for Moving A Robot Manipulator Between Small Containers
University of Washington（华盛顿大学）
在本文中，我们研究了在高度不确定的环境中（例如，从密集包装的箱的半柔性阵列中拾取物体）。作为一种实时的感知驱动反馈控制器，MPC对这种环境中的不确定性具有鲁棒性。然而，我们的实验表明，MPC不能控制机器人完成一系列的运动在严重闭塞的环境中，由于其近视的性质。它将受益于添加自适应地调整MPC的优化问题的高级策略。
2022-11-28 cs.RO cs.SY eess.SY
Task Space Control of Robot Manipulators based on Visual SLAM
Tampere University（坦佩雷大学）
本文旨在解决机器人全局稳定的视觉控制器的设计问题。因此，基于混合机制，本文提出了一种新的任务空间控制律，通过采取SE（3）中的势函数的梯度。其核心思想是采用视觉同时定位和地图（VSLAM）算法来估计机器人位姿。估计的机器人位姿，然后在建议的混合控制器作为反馈信息。利用Barbalats引理和李雅普诺夫稳定性定理，保证了所得到的闭环系统是全局渐近稳定的，这是所提出结构的主要成就.仿真研究进行了六自由度（6-DOF）的机器人操作器的有效性和验证所提出的基于VSLAM的控制方案的性能。
2023-02-08 cs.RO cs.SY eess.SY
End-Effector Stabilization of a 10-DOF Mobile Manipulator using Nonlinear Model Predictive Control
University of Waterloo（滑铁卢大学）
移动机械手（安装在移动基座上的机械臂）的运动控制对于复杂的任务（如材料和包装处理）可能具有挑战性。针对由7自由度机械臂和3自由度移动基座组成的10自由度移动机械臂，设计了一种基于非线性模型预测控制（NMPC）的任务空间镇定控制器。该系统模型是基于运动学模型的末端执行器的方向直接由旋转矩阵参数化。状态和控制约束以及奇异性约束显式地包括在NMPC制定。该控制器进行了测试，使用实时仿真，表现出高的定位精度与易处理的计算成本。
2021-03-24 cs.RO cs.SY eess.SY
Set based velocity shaping for robotic manipulators
Queen’s University Belfast（贝尔法斯特女王大学）
我们开发了一个新的框架，轨迹规划的预定义路径，一般N连杆机械手。不同于以往的方法生成开环最小时间控制器或预先调整的运动轮廓的时间缩放，我们建立的分析算法，恢复所有的初始条件，可以驱动到理想的目标集，同时坚持环境约束。更多的技术相关的，我们将相应的安全的状态反馈控制器与几个理想的属性。在我们的框架中的一个关键使能因素是引入了状态反馈模板，该模板诱导了所得到的闭环系统的轨迹之间的排序特性。所提出的结构允许工作的非线性系统直接在分析和综合问题。离线计算和在线实现都是可扩展的，相对于机械手的链接的数量。结果可以潜在地用于一系列具有挑战性的问题：商业机器人机械手的数值实验表明，有效的在线实施是可能的。
2022-11-10 cs.RO cs.SY eess.SY
Dedicated Nonlinear Control of Robot Manipulators in the Presence of External Vibration and Uncertain Payload
Salahaddin University-Erbil（萨拉赫丁埃尔比勒大学）；University of Kurdistan Hewler（库尔德斯坦休勒大学）；University of Florida（佛罗里达大学）
针对机器人机械臂在外部振动和不确定负载下的关节空间跟踪控制问题，提出两种利用不确定力矩性质的非线性控制方法，并通过Lyapunov分析和仿真验证了控制器的稳定性与有效性。
2024-08-06 cs.RO cs.SY eess.SY
Impedance and Stability Targeted Adaptation for Aerial Manipulator with Unknown Coupling Dynamics
Robotics Research Center, International Institute of Information Technology Hyderabad (IIIT-H)（印度海得拉巴国际信息技术学院机器人研究中心）；The University of Manchester（曼彻斯特大学）；Southeast University（东南大学）
针对空中操作器中难以建模的耦合力问题，提出一种不依赖先验知识的自适应阻抗控制器，有效处理未知耦合力与参数不确定性，显著提升了动态任务的稳定性和跟踪性能。
2025-03-29 cs.RO cs.SY eess.SY
Trajectory Tracking for Multi-Manipulator Systems in Constrained Environments
Division of Decision and Control, Department of Electrical Engineering, KTH Royal Institute of Technology（决策与控制系，电气工程系，皇家理工学院）
本文提出了一种多速率规划与控制框架，用于在受限环境中实现多机械臂系统的协同轨迹跟踪。
2025-12-16 cs.RO cs.SY eess.SY
Discrete Robust Control of Robot Manipulators using an Uncertainty and Disturbance Estimator
本文提出了一种鲁棒观测器的设计基于离散时间公式的不确定性和干扰估计（UDE），一个著名的鲁棒控制技术，用于控制机器人操作器的目的。设计结果在一个完整的闭环，鲁棒，控制器-观测器结构。该观测器结合了与植物相关联的整体不确定性的估计，以模仿其动态，和控制律生成使用辅助误差，而不是状态跟踪误差。提供了详细的定性和定量的稳定性分析，并进行仿真的两连杆机器人操作器系统。此外，与著名的控制策略的机器人操作器的比较研究。结果表明，所提出的技术的有效性，具有更好的跟踪性能和更低的控制能量相比，其他策略。
2023-01-20 cs.SY eess.SY
Coordinated control in multi-terminal VSC-HVDC systems to improve transient stability: Impact on electromechanical-oscillation damping
基于电压源换流站（VSC-MTDC）的多端高压直流输电技术有望成为未来电力电力系统的重要组成部分。事实上，在其他功能中，它已经显示了该技术如何通过使用辅助控制器来改善电力系统的暂态稳定性。沿着这条线，本文将详细研究这些辅助控制器可能会影响机电振荡，通过小信号稳定性分析。本文分析了基于电压源换流站有功功率注入（P-WAF）和无功功率注入（Q-WAF）调制的两种控制策略。这两种控制策略都使用VSC-MTDC系统的频率的全局信号，并且它们在暂态稳定性上呈现出显著的改善。本文将提供这些类型的控制器的设计，以提高大，小干扰角稳定性的指导方针。小信号稳定性技术（在Matlab中）将用于评估机电振荡阻尼，而非线性时域仿真（在PSS/E中）将用于确认结果。结果将在带有嵌入式VSC-MTDC系统的Nordic 32A测试系统中进行说明。本文分析了控制器增益和通信延迟对机电振荡阻尼的影响。本文的主要结论是，在VSC-MTDC系统的暂态稳定定制的辅助控制器可以调整到阻尼区域间的振荡，保持其有效性的暂态稳定改善。
2022-07-29 cs.SY eess.SY
Decentralized Observer Design for Virtual Decomposition Control
Tampere University（坦佩雷大学）
在本文中，我们将速度观测器的设计到虚拟分解控制（VDC）策略的$n$ -自由度开链机器人机械手。从VDC策略下降，所提出的设计是基于将$n$ -DoF机械手分解为子系统，即，刚性连杆和关节，对于这些刚性连杆和关节，可以在本地实现分散的观测器-观测器实现。类似于VDC，合并的干扰观测器的设计是基于无源性的，我们表明，它实现了半幂指数收敛的跟踪误差。基于观测器和控制器误差动态特性，利用李雅普诺夫函数进行了收敛性分析。所提出的设计证明在一个2自由度的开链机器人机械手在垂直平面的仿真研究。
2021-05-27 cs.RO cs.SY eess.SY
Velocity-free task-space regulator for robot manipulators with external disturbances
The Chinese University of Hong Kong（香港中文大学）；University of Groningen（格罗宁根大学）；South China University of Technology（华南理工大学）
针对受外部扰动的机器人操作器任务空间鲁棒调节问题，结合内模原理与无源性输出反馈控制提出无速度控制律，实现调节误差渐近收敛并抑制正弦扰动，具备简洁直观及直接增益选择准则的优势。
2025-04-14 cs.RO cs.SY eess.SY
Adaptive Variable Impedance Control for a Modular Soft Robot Manipulator in Configuration Space
Shahid Beheshti University（沙希德·贝赫什提大学）；Technical University of Denmark（丹麦技术大学）
合规性是人机交互的强烈要求。软机器人提供了一个机会，以弥补传统的致动机构缺乏遵守，然而，他们的控制是非常具有挑战性的，因为他们的内在复杂的运动。因此，软机器人需要新的方法，例如，建模、控制、动力学和规划。确保顺应性的控制策略之一是阻抗控制。在存在耦合力和位置约束的任务执行期间，动态行为增加了阻抗控制的灵活性。这对控制系统的稳定性施加了一些额外的约束。为了解决这些问题，我们提出了一个可变的阻抗控制在配置空间中的模块化软体机器人操作器（MSRM）的模型不确定性和外力的存在。为了降低计算复杂度，采用基于动量的方法在位形空间估计外载荷，并设计自适应反推滑模控制器以防止不确定性。利用李雅普诺夫理论进行稳定性分析，不仅保证了所设计控制律下各状态的指数稳定性，而且保证了闭环系统的全局稳定性。系统性能的基准对其他传统的控制方法，如滑模（SM）和逆动态PD控制器。仿真结果表明，与SM和PD控制器相比，所提出的变阻抗控制在稳定位置误差和减小外部负载的影响方面是有效的。
2021-10-09 cs.RO cs.SY eess.SY
Learning-Based Progressive Barrier Control for Robot Manipulators with Initial Errors Outside Prescribed Tracking Bounds
University of Luxembourg（卢森堡大学）；University of Hertfordshire（赫特福德大学）
针对延迟约束下的机械臂控制问题，提出基于强化学习的神经自适应控制框架，改进障碍Lyapunov函数实现平滑约束执行，结合actor-critic架构免建模自适应处理约束，经稳定性证明和仿真验证有效。
2026-10-01 cs.RO cs.SY eess.SY
Adaptive Dynamic Sliding Mode Control of Soft Continuum Manipulators
ETH Zurich（苏黎世联邦理工学院）；The Sapienza University of Rome（罗马第一大学）；The University of Tokyo（东京大学）
软体机器人由柔性材料制成，并执行刚性机器人具有挑战性的任务。然而，它们的连续性使得很难开发基于模型的控制策略。提出了一种基于模型的柔性连续体机器人鲁棒控制方案。我们的动态模型是基于欧拉-拉格朗日方法，但它使用了更准确的描述机器人的惯性，不包括过于简化的假设。基于此模型，我们提出了一种自适应滑模控制方案，该方案对模型参数不确定性和未知输入干扰具有鲁棒性。我们进行了一系列的实验与物理软连续臂，以评估我们的控制器在跟踪任务空间的轨迹在不同的有效载荷。该控制器的跟踪性能比最先进的控制器精确约38%，即，逆动力学方法此外，所提出的基于模型的控制设计是灵活的，可以推广到任何连续的机械臂与任意数量的段。通过这种控制策略，软机器人对象操作可以变得更准确，同时保持对干扰的鲁棒性。
2022-02-26 cs.RO cs.SY eess.SY
Intelligent control of a single-link flexible manipulator using sliding modes and artificial neural networks
Federal University of Rio Grande do Norte（北里奥格兰德联邦大学）；University of Turku（图尔库大学）
本文提出了一种新的柔性臂机器人精确轨迹跟踪的智能控制方案。所提出的方法主要是基于滑模控制器的欠驱动系统与嵌入式人工神经网络，以处理建模不准确。所采用的神经网络只需要一个单一的输入和一个隐藏层，这大大降低了计算复杂性的控制规律，并允许其在低功耗微控制器的实施。选择在线学习而不是有监督的离线训练，以允许在跟踪期间实时的调整神经网络的权重。因此，所得到的控制器是能够应付欠驱动的问题，并通过从经验中学习，这授予适当地处理植物动态的能力，以适应自己。在类李雅普诺夫稳定性分析中引入Barbalat引理，证明了跟踪误差的有界性和收敛性。一个小的单连杆柔性机械臂的实验结果表明，所提出的控制方案的有效性，即使在存在高水平的不确定性和噪声信号。
2022-03-21 cs.RO cs.SY eess.SY
Self-Sustained And Coordinated Rhythmic Deformations With SMA For Controller-Free Locomotion
Virginia Tech（弗吉尼亚理工大学）
本研究针对SMA软体机器人，提出利用曲梁非线性力学与机械控制电路实现自维持节律形变及多模块同步的无电子机载控制方法，可实现单电源高效爬行，推动无电子自主SMA运动机器人发展。
2023-10-15 cs.RO cs.SY eess.SY
Dynamic object goal pushing with mobile manipulators through model-free constrained reinforcement learning
HHCM lab, IIT（IIT基因瓦实验室）；DIBRIS, University of Genoa（热那亚大学DIBRIS学院）；RSL, ETH Zürich（苏黎世联邦理工学院机器人实验室）；NVIDIA（NVIDIA公司）
针对未知物体动态推送难题，提出无模型约束强化学习控制器，使带臂四足机器人仅凭物体位姿即可自适应选择推点与方向，并在仿真和硬件上实现高成功率与鲁棒性。
2025-10-21 cs.LG cs.RO cs.SY
Certificate-based Synthesis of Coordinated Droop Control for Heterogeneous Radial Distribution Networks
Eindhoven University of Technology（埃因霍温理工大学）
本文提出一种基于证书的异构辐射型配电网协调下垂控制方法，推导保留局部信息的电压包络，设计带虚拟协调与仿生前馈补偿的控制器，在两个基准网络上验证其可得到更紧凑且空间信息丰富的证书。
2026-09-22 cs.SY eess.SY math.OC
Coordinated Multi-Robot Trajectory Tracking Control over Sampled Communication
Inria（法国国家信息与自动化研究所）；CNRS（法国国家科学研究中心）；IRISA（雷恩信息与自动化研究所）；University of Padova（帕多瓦大学）；LAAS-CNRS（法国国家科学研究中心自动化与系统分析实验室）；University of Twente（特文特大学）
针对采样通信下多机器人协同轨迹跟踪问题，提出采样比例反馈与连续时间前馈联合设计的逆运动学控制器，给出稳定性相关闭式表达式，仿真验证并与集中式方法对比，性能相当。
2023-01-13 cs.MA cs.RO cs.SY
