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Sensitivity of Legged Balance Control to Uncertainties and Sampling Period

Villa, Nahuel und Englsberger, Johannes und Wieber, Pierre-Brice (2019) Sensitivity of Legged Balance Control to Uncertainties and Sampling Period. IEEE Robotics and Automation Letters. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/lra.2019.2927944. ISSN 2377-3766.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
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Kurzfassung

We propose to quantify the effect of sensor and actuator uncertainties on the control of the center of mass and center of pressure in legged robots, since this is central for maintaining their balance with a limited support polygon. Our approach is based on robust control theory, considering uncertainties that can take any value between specified bounds. This provides a principled approach to deciding optimal feedback gains. Surprisingly, our main observation is that the sampling period can be as long as 200 ms with literally no impact on maximum tracking error and, as a result, on the guarantee that balance can be maintained safely. Our findings are validated in simulations and experiments with the torquecontrolled humanoid robot Toro developed at DLR. The proposed mathematical derivations and results apply nevertheless equally to biped and quadruped robots.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/134112/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Sensitivity of Legged Balance Control to Uncertainties and Sampling Period
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Villa, Nahuelnahuel.villa (at) inria.frNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Englsberger, JohannesJohannes.Englsberger (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8117-2650NICHT SPEZIFIZIERT
Wieber, Pierre-Bricepierre-brice.wieber (at) inria.frNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2019
Erschienen in:IEEE Robotics and Automation Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/lra.2019.2927944
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Legged robots, Balance control, Robust control, Sampling period, Bounded input bounded output
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 - Laufroboter/Lokomotion [SY]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Englsberger, Dr.-Ing. Johannes
Hinterlegt am:28 Apr 2021 14:26
Letzte Änderung:15 Jun 2023 08:51

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