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Modeling and Force Control of a Terramechanical Wheel-Soil Contact for a Robotic Manipulator used in the Planetary Rover Design Process

Wachter, Jan und Buse, Fabian und Mikut, Ralf (2019) Modeling and Force Control of a Terramechanical Wheel-Soil Contact for a Robotic Manipulator used in the Planetary Rover Design Process. In: 2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems. International Conference on Intelligent Robots and Systems, 2019-11-04 - 2019-11-08, Macau, China. doi: 10.1109/iros40897.2019.8967900.

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Kurzfassung

The German Aerospace Center (DLR) has developed the erramechanics Robotics Locomotion Lab (TROLL) to provide a feasible testing facility for the development process of planetary exploration rovers, as well as the validation of terramechanical models. A robotic manipulator is used to provide the necessary degrees of freedom to the mounted wheel- or subsystem, making it necessary to actively control the interaction force of the soil-wheel contact. This work is concerned with the development of a feasible force control strategy for the occurring wheel-soil contact of the testbench during single wheel experiments. For this purpose, a terramechanical model is developed to accurately map the dynamic process relevant to the force control design, which is used in a simulation framework of the testbench to predict and evaluate the performance of control strategies. The developed Adaptive Admittance Control (AAC) scheme is adapting the gain based on the current control deviation, rotational velocity of the wheel as well as an estimated soil stiffness during the experiment. Using a benchmark single wheel experiment the AAC is evaluated and shows superior performance compared to standard admittance control.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/128402/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Modeling and Force Control of a Terramechanical Wheel-Soil Contact for a Robotic Manipulator used in the Planetary Rover Design Process
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wachter, JanKarlsruher Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Buse, FabianFabian.Buse (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-2279-5735NICHT SPEZIFIZIERT
Mikut, RalfKarlsruher Institute of TechnologyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Erschienen in:2019 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/iros40897.2019.8967900
Status:akzeptierter Beitrag
Stichwörter:Robotics, Force Control, Terramechanics
Veranstaltungstitel:International Conference on Intelligent Robots and Systems
Veranstaltungsort:Macau, China
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:4 November 2019
Veranstaltungsende:8 November 2019
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 - Projekt MOREX [SY]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Systemdynamik und Regelungstechnik > Raumfahrt-Systemdynamik
Hinterlegt von: Buse, Fabian
Hinterlegt am:12 Jul 2019 10:41
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:32

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