A Passivity-based Approach for Simulating Satellite Dynamics with Robots: Discrete Time Integration and Time Delay Compensation

De Stefano, Marco und Balachandran, Ribin und Secchi, Cristian (2019) A Passivity-based Approach for Simulating Satellite Dynamics with Robots: Discrete Time Integration and Time Delay Compensation. IEEE Transactions on Robotics. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TRO.2019.2945883. ISSN 1552-3098.

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Kurzfassung

This article proposes a passivity-based approach for simulating satellite dynamics on a position-controlled robot equipped with a force–torque sensor. Time delays intrinsic in the computational loop and discrete-time integration degrade the behavior of the satellite dynamics reproduced by the robot. These factors can generate an energy-inconsistent simulation and can even render the system unstable. In this article, time delay and discrete-time integration effects are analyzed from an energetic perspective and compensated through a passivity-based control strategy to ensure a faithful and stable dynamic simulation with position-controlled robots. The benefit of the proposed strategy is validated by simulations and experiments on the On-Orbit Servicing Simulator (OOS-SIM), a robotic facility used for simulating free-floating dynamics.

elib-URL des Eintrags:

https://elib.dlr.de/130547/

Dokumentart:

Zeitschriftenbeitrag

Titel:

A Passivity-based Approach for Simulating Satellite Dynamics with Robots: Discrete Time Integration and Time Delay Compensation

Autoren:

Autoren	Institution oder E-Mail-Adresse	Autoren-ORCID-iD	ORCID Put Code
De Stefano, Marco	marco.destefano (at) dlr.de	https://orcid.org/0000-0003-3777-9487	NICHT SPEZIFIZIERT
Balachandran, Ribin	ribin.balachandran (at) dlr.de	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT
Secchi, Cristian	cristian.secchi (at) unimore.it	NICHT SPEZIFIZIERT	NICHT SPEZIFIZIERT

Datum:

2 September 2019

Erschienen in:

IEEE Transactions on Robotics

Referierte Publikation:

Open Access:

Nein

Gold Open Access:

Nein

In SCOPUS:

In ISI Web of Science:

DOI:

10.1109/TRO.2019.2945883

Verlag:

IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers

ISSN:

1552-3098

Status:

veröffentlicht

Stichwörter:

Hardware-in-the-loop Simulation, Time-delay, Discrete integrator, Stability, Admittance control

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 - On-Orbit Servicing [SY]

Standort:

Oberpfaffenhofen

Institute & Einrichtungen:

Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme

Hinterlegt von:

De Stefano, Marco

Hinterlegt am:

14 Nov 2019 09:28

Letzte Änderung:

14 Nov 2019 09:28

Verfügbare Versionen dieses Eintrags

A Passivity-based Approach for Simulating Satellite Dynamics with Robots: Discrete Time Integration and Time Delay Compensation. (deposited 14 Nov 2019 09:28) [Gegenwärtig angezeigt]
- A Passivity-based Approach for Simulating Satellite Dynamics with Robots: Discrete Time Integration and Time Delay Compensation. (deposited 13 Feb 2020 08:56)

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