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Error Bounds for PD-Controlled Mechanical Systems Under Bounded Disturbances Using Interval Arithmetic

Calzolari, Davide und Giordano, Alessandro Massimo und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu (2020) Error Bounds for PD-Controlled Mechanical Systems Under Bounded Disturbances Using Interval Arithmetic. IEEE Robotics and Automation Letters, 5 (2), Seiten 1231-1238. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2020.2967315. ISSN 2377-3766.

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Kurzfassung

We present a numerical algorithm based on invariant set theory to evaluate the worst-case performance of PD-controlled mechanical systems affected by bounded disturbances. By performing a specific coordinate transformation, the search and computation of positive invariant sets is simplified. It is shown that, thanks to the preservation of problem structure, the proposed method allows to obtain tight, component-wise bounds on the states, which are especially useful for performance evaluation and tuning of a PD controller. The bounds are formally guaranteed and can be used for safety certification. The method is compared to ultimate boundedness, and the superior results are shown via numerical simulations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/134024/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Error Bounds for PD-Controlled Mechanical Systems Under Bounded Disturbances Using Interval Arithmetic
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Calzolari, DavideDavide.Calzolari (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Giordano, Alessandro MassimoAlessandro.Giordano (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2291-7525NICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin OlimpiuAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074142115812
Datum:17 Januar 2020
Erschienen in:IEEE Robotics and Automation Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:5
DOI:10.1109/LRA.2020.2967315
Seitenbereich:Seiten 1231-1238
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
Name der Reihe:IEEE Xplore Digital
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Performance evaluation and benchmarking, industrial robots, PD control, disturbance bounds, invariant sets
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)
Hinterlegt von: Beinhofer, Gabriele
Hinterlegt am:10 Feb 2020 12:46
Letzte Änderung:24 Okt 2023 12:46

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