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Optimal Control for maximizing Link Velocity of Robotic Variable Stiffness Joints

Haddadin, Sami und Weis, Michael und Albu-Schaeffer, Alin und Wolf, Sebastian (2011) Optimal Control for maximizing Link Velocity of Robotic Variable Stiffness Joints. In: Proceedings. IFAC 2011, World Congress, 28. Aug. - 02. Sep. 2011, Milano, Italy.

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Kurzfassung

In this paper we evaluate the potential of Variable Stiffness Actuation to utilize its inherent joint elasticity and capability to adjust the intrinsic joint stiffness. These abilities make it possible to realize fundamentally different motion control schemes in comparison to intrinsically stiff robots. In this paper we treat the problem of how to generate optimally fast link side velocity at a certain time instant by fully exploiting the elastic energy transfer effects between motor, joint elasticity, stiffness adjustment mechanism, and link. Based on optimal control theory we show that it is possible to significantly and optimally exceed the motor maximum velocity by appropriate motor commands. We solve the problem for models of increasing complexity in order to consecutively elaborate the core insights into the chosen problem. Finally, we present experimental results with a VIA joint prototype, confirming the correctness of the developed formalism.

Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag, Paper)
Titel:Optimal Control for maximizing Link Velocity of Robotic Variable Stiffness Joints
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-Adresse der Autoren
Haddadin, SamiSami.Haddadin@dlr.de
Weis, MichaelNICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schaeffer, AlinAlin.Albu-Schaeffer@dlr.de
Wolf, SebastianSebastian.Wolf@DLR.de
Datum:August 2011
Erschienen in:Proceedings
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Optimalsteuerung, elastische Roboter, Variable Impedance Actuation, Roboterwerfen
Veranstaltungstitel:IFAC 2011, World Congress
Veranstaltungsort:Milano, Italy
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:28. Aug. - 02. Sep. 2011
HGF - Forschungsbereich:Verkehr und Weltraum (alt)
HGF - Programm:Weltraum (alt)
HGF - Programmthema:W SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Weltraum
DLR - Forschungsgebiet:W SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):W - RMC - Mechatronik und Telerobotik (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik > Robotersysteme
Hinterlegt von: Gabriele Beinhofer
Hinterlegt am:20 Jan 2012 12:52
Letzte Änderung:12 Dez 2013 21:34

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