Design and Implementation of a control strategy for static balance of a lower limbs exoskeleton

Este trabajo considera un exoesqueleto de miembros inferiores actuado en cadera y rodilla, con torso y pies de apoyo portando un maniquí; se presenta el diseño e implementación de una estrategia de control para el equilibrio estático del exoesqueleto-maniquí, consistente en un control distribuido de bajo nivel para el posicionamiento angular de las articulaciones y de un control centralizado de alto nivel para el equilibrio. Para el control de posicionamiento angular en las articulaciones actuadas se diseñaron controladores PID; este control permite el seguimiento de trayectorias de posición en las articulaciones, preestablecidas por la estrategia de control de alto nivel. A partir del cálculo de la desviación horizontal del centro de masa del sistema total, el control de equilibrio estático manipula las articulaciones para compensar los disturbios de pequeña señal en la postura del exoesqueleto-maniquí. Se establece un protocolo para obtener los parámetros de la ley de control y la inicialización del sistema. Se presentan resultados experimentales bajo diferentes condiciones de operación y el análisis del desempeño del sistema controlado. Este trabajo considera un exoesqueleto de miembros inferiores actuado en cadera y rodilla, con torso y pies de apoyo portando un maniquí; se presenta el diseño e implementación de una estrategia de control para el equilibrio estático del exoesqueleto-maniquí, consistente en un control distribuido de bajo nivel para el posicionamiento angular de las articulaciones y de un control centralizado de alto nivel para el equilibrio. Para el control de posicionamiento angular en las articulaciones actuadas se diseñaron controladores PID; este control permite el seguimiento de trayectorias de posición en las articulaciones, preestablecidas por la estrategia de control de alto nivel. A partir del cálculo de la desviación horizontal del centro de masa del sistema total, el control de equilibrio estático manipula las articulaciones para compensar los disturbios de pequeña señal en la postura del exoesqueleto-maniquí. Se establece un protocolo para obtener los parámetros de la ley de control y la inicialización del sistema. Se presentan resultados experimentales bajo diferentes condiciones de operación y el análisis del desempeño del sistema controlado