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Robust Adaptive Tracking Control based on State Feedback Controller with Integrator Terms for Elastic Joint Robots with Uncertain Parameters

Le-Tien, Luc und Albu-Schäffer, Alin (2017) Robust Adaptive Tracking Control based on State Feedback Controller with Integrator Terms for Elastic Joint Robots with Uncertain Parameters. IEEE Transactions on Control Systems Technology. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TCST.2017.2749564. ISSN 1063-6536.

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Offizielle URL: https://www.ieee.org

Kurzfassung

This paper addresses a robust adaptive control scheme based on a cascaded structure with a full state feedback controller with integrator terms as inner control loop and computed torque as outer control loop for flexible joint robots. Together with integrator effect, the adaptive control law can enhance position accuracy under uncertainties of the robot model, especially, the high friction caused by Harmonic-Drive with high gear ratio. In this paper the adaptive friction compensation is designed based on the LuGre friction model, which exhibits some advantages compared to the static friction model (e.g. no chattering effect at zero motor velocity). Furthermore, structural oscillations of the link side can be effectively damped by using joint torque feedback in the state feedback controller. So, the proposed adaptive control approach can simultaneously provide high control performance both in terms of the dynamic behavior and the position accuracy. Global asymptotic tracking is achieved for the complete controlled system. The system stability is derived using Lyapunov approaches and Barbalat’s lemma. Experimental results validate practical efficiency of the approach.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/113926/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Robust Adaptive Tracking Control based on State Feedback Controller with Integrator Terms for Elastic Joint Robots with Uncertain Parameters
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Le-Tien, LucLuc.Le-Tien (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alinalin.albu-schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 September 2017
Erschienen in:IEEE Transactions on Control Systems Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/TCST.2017.2749564
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1063-6536
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Adaptive control, tracking control, state feedback control, cascaded control, flexible joint robots
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Leichtbau-Robotik [SY], R - Vorhaben Weiterentwicklung Robotik - Mechatronik und Dynamik (alt), R - Vorhaben Robotdynamik & Simulation (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Le-Tien, Dr. Luc
Hinterlegt am:07 Dez 2017 16:04
Letzte Änderung:02 Nov 2023 13:21

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