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Position Control of an Underactuated Continuum Mechanism using a Reduced Nonlinear Model

Deutschmann, Bastian und Dietrich, Alexander und Ott, Christian (2017) Position Control of an Underactuated Continuum Mechanism using a Reduced Nonlinear Model. In: IEEE Conference on Decision and Control. IEEE. 56th Annual Conference on Decision and Control (CDC), 12-15 Dec. 2017, Melbourne, VIC, Australia. doi: 10.1109/CDC.2017.8264433. ISBN 978-1-5090-2873-3.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8264433/

Kurzfassung

The paper treats the model-based control of a nonlinear system composed of a continuum mechanism currently used as a neck of a humanoid robot. The structural flexibility of the continuum mechanism allows for compliant Cartesian motion of the link side, i.e. the head of the humanoid. The position control approach proposed in this work uses a reduced nonlinear model of the system. This reduced model consists of the rigid body dynamics and an experimentally obtained approximation of the nonlinear Cartesian spring characteristics of the continuum with multivariate polynomials. Two model-based controllers are set up, namely a partial feedback linearization and a passivity-based approach. As the system is underactuated, the six generalized coordinates are split up into four task and two remaining coordinates. The two proposed controllers are designed to regulate the task coordinates to desired positions. The proposed control approaches are tested and compared in simulation and experiments on the real system.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/120758/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Position Control of an Underactuated Continuum Mechanism using a Reduced Nonlinear Model
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Deutschmann, Bastianbastian.deutschmann (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dietrich, AlexanderAlexander.Dietrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3463-5074NICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Dezember 2017
Erschienen in:IEEE Conference on Decision and Control
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/CDC.2017.8264433
Verlag:IEEE
Name der Reihe:2017 IEEE 56th Annual Conference on Decision and Control (CDC)
ISBN:978-1-5090-2873-3
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Tendons, Springs, Mathematical model, Robots, Computational modeling, Force
Veranstaltungstitel:56th Annual Conference on Decision and Control (CDC)
Veranstaltungsort:Melbourne, VIC, Australia
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:12-15 Dec. 2017
Veranstalter :IEEE
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Terrestrische Assistenz-Robotik (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Deutschmann, Dr. -Ing. Bastian
Hinterlegt am:16 Aug 2018 15:08
Letzte Änderung:16 Aug 2018 15:08

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