柔性机械臂因重量轻、功率重量比高，广泛用于航空、工业等领域，但结构柔性使其控制难度大 —— 传统采用偏微分方程（PDE）建模，计算复杂难以实时应用。近日，研究人员提出用惯性测量单元（IMU）传感器解决这一问题：将柔性臂拆分为多个虚拟刚性段，通过 IMU 采集每个段的加速度与角速度数据，结合互补滤波处理传感器漂移和噪声，准确估算各段姿态与位置，将柔性臂动力学简化为易实时计算的普通微分方程（ODE）模型。
基于此模型，研究人员设计鲁棒模型预测控制（RSMPC）策略，无需复杂 PDE 计算即可实现实时控制。实验用 4.5 米长的柔性液压机械臂验证：IMU 估算的端点位置与激光测量结果一致性高，控制效果优于 PID、PDE 等方法，且输入更平滑。
该方法为柔性机械臂的实时控制提供了实用路径，未来可结合模态分析减少 IMU 使用数量，或适配不同边界条件，推动柔性机械臂更广泛应用。
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论文参考：
Tahamipour-Z,S. M., Yaqubi, S., Barjini, A. H., & Mattila, J. (2025).Computationally Efficient IMU-Based Modeling of a FlexibleManipulator for Subsystem-Based Control.
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