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Hierarchical Impedance-Based Tracking Control of Kinematically Redundant Robots

Dietrich, Alexander und Ott, Christian (2020) Hierarchical Impedance-Based Tracking Control of Kinematically Redundant Robots. IEEE Transactions on Robotics, 36 (1), Seiten 204-221. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TRO.2019.2945876. ISSN 1552-3098.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/8887212

Kurzfassung

The control of a robot in its task space is a standard approach nowadays. If the system is kinematically redundant with respect to this goal, one can even execute additional subtasks simultaneously. By utilizing null space projections, for example, the whole stack of tasks can be implemented within a strict task hierarchy following the order of priority. One of the most common methods to track multiple task-space trajectories at the same time is to feedback-linearize the system and dynamically decouple all involved subtasks, which finally yields the exponential stability of the desired equilibrium. In this article, we provide a hierarchical multi-objective controller for trajectory tracking that ensures both asymptotic stability of the equilibrium and a desired contact impedance at the same time. In contrast to the state of the art in prioritized multi-objective control, feedback of the external forces can be avoided and the natural inertia of the robot is preserved. The controller is evaluated in simulations and on a standard lightweight robot with torque interface. The approach is predestined for precise trajectory tracking where dedicated and robust physical-interaction compliance is crucial at the same time.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/134055/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Hierarchical Impedance-Based Tracking Control of Kinematically Redundant Robots
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
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:Februar 2020
Erschienen in:IEEE Transactions on Robotics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:36
DOI:10.1109/TRO.2019.2945876
Seitenbereich:Seiten 204-221
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1552-3098
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Force control, redundant robots, hierarchical control, impedance control, physical human-robot-interaction, whole-body control, stability analysis, proof of stability
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 - Vorhaben Robotdynamik & Simulation (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Dietrich, Dr.-Ing. Alexander
Hinterlegt am:10 Feb 2020 12:47
Letzte Änderung:24 Okt 2023 13:48

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