南京理工大学郭毓教授团队在ICRA 2025上发表关于腱驱动连续体机械臂（TDCM）的论文 Command Filtered Cartesian Impedance Control for Tendon Driven Continuum Manipulators with Actuator Fault Compensation。本文提出了一种结合阻抗控制与容错控制的方案，旨在解决TDCM在复杂环境中面临的两大挑战：
1. 高精度轨迹跟踪和柔顺力控
本文提出了一种有限时间笛卡尔阻抗控制方案，通过二阶低通滤波器根据末端接触力实时调整参考轨迹，并结合有限时间命令滤波反步法设计了控制器。利用李雅普诺夫函数证明系统的有限时间收敛性，确保了高精度轨迹跟踪和柔顺力控。
2. 执行器故障导致的系统性能下降
针对肌腱拮抗效应和驱动器响应滞后引发的执行器部分失效问题，本文创新性地构建了故障模型，并基于张力传感器信息设计了补偿算法，动态调节肌腱张力，显著提升系统的可靠性和鲁棒性。通过实时检测执行器的健康状态并进行补偿，即使在部分执行器失效的情况下，系统仍能保持稳定运行。
实验验证：
实验在两段式TDCM原型机（图1）上进行，验证了所提出方案的有效性。实验结果表明，轨迹跟踪精度达到了0.005米，比基线方法提高了50%以上（图3）。接触障碍物时，阻抗误差稳定在0.09牛顿以内，并在脱离障碍物后能够快速恢复轨迹跟踪（图4）。这些结果表明，结合阻抗控制与容错控制的方案不仅实现了高精度轨迹跟踪，还在与环境交互时表现出良好的柔顺性，同时显著提高了系统鲁棒性。
米兰体育米兰体育动作捕捉为本研究提供执行器高精度实时位姿数据（图5），验证了阻抗控制与容错控制结合的有效性以及系统鲁棒性。
作者介绍：
郑先杰，南京理工大学自动化学院博士研究生。主要研究方向：连续型机器人建模与控制；
余朝宝，南京理工大学自动化学院博士研究生。主要研究方向：柔顺控制，智能机器人控制；
丁萌，南京理工大学自动化学院博士。主要研究方向：连续型机器人建模与控制；
刘辽雪，南京理工大学自动化学院副教授。主要研究方向：空间机器人技术，连续型机器人控制；
郭。暇├砉ご笱ё远г航淌、博士生导师。主要研究方向：智能控制、机器人控制；
郭毓，南京理工大学自动化学院教授、博士生导师。主要研究方向：智能机器人控制、航天器姿态控制等。