Amplificador Hidráulico de Potência Humana com Múltiplos Graus de Liberdade Energeticamente Passivo com Dinâmica Assistiva

Este artigo desenvolve uma abordagem de controle para um amplificador de potência humana hidráulica (HHPA) com múltiplos graus de liberdade (DoF), que é uma ferramenta com a qual um ser humano interage fisicamente. O objetivo do controle é usar os atuadores hidráulicos para amplificar a força humana, garantindo que o sistema em malha fechada seja energeticamente passivo em relação a uma potência de entrada humana e ambiental escalonada, de forma a aumentar a segurança e a estabilidade de acoplamento. Uma abordagem de coordenação de velocidade virtual de múltiplos DoFs é utilizada para reformular o problema de controle de força como um de coordenação entre as velocidades da inércia fictícia e do HHPA. Para ajudar o humano a realizar tarefas específicas, dinâmicas de assistência passiva adicionais são incorporadas, incluindo um controlador de campo de velocidade passiva (PVFC) para orientação de caminho e um campo potencial artificial para evitamento de obstáculos (OA). O controle dos atuadores hidráulicos é definido por um controlador baseado em passividade que considera o armazenamento natural de energia dos atuadores hidráulicos para levar em conta completamente a dinâmica não linear da pressão. Resultados experimentais demonstram bom desempenho de controle e assistência eficaz na realização de tarefas.