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Passive Impedance Control of Robots With Viscoelastic Joints Via Inner-Loop Torque Control

Kim, MinJun und Werner, Alexander und Loeffl, Florian Christoph und Ott, Christian (2021) Passive Impedance Control of Robots With Viscoelastic Joints Via Inner-Loop Torque Control. IEEE Transactions on Robotics. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TRO.2021.3071617. ISSN 1552-3098.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9643422

Kurzfassung

This article presents passive impedance control of flexible joint robots (FJRs) via inner-loop torque control of elastic joints. However, according to our theoretical analysis, the torque control methods of series elastic actuators (SEAs) are often limited by the fact that the acceleration signals are amplified by the control gains. Since the acceleration signals are often affected by differentiation noise, the analysis may become invalid in practice. To alleviate this limitation, we propose the use of the so-called series viscoelastic actuator (SvEA), which significantly reduces the acceleration amplification. Consequently, in contrast to the SEA case, the theoretical analysis of an SvEA-based FJR is valid in real implementations. We would like to highlight the fact that the theoretical analysis (more specifically, passivity analysis) is performed for nonlinear robot dynamics without linearization. As a result, the passive impedance controller can be realized more robustly with enhanced inner-loop torque control.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/147484/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Passive Impedance Control of Robots With Viscoelastic Joints Via Inner-Loop Torque Control
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Kim, MinJunminjun.kim (at) kaist.ac.krNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Werner, Alexanderalexander.werner (at) uwaterloo.caNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Loeffl, Florian ChristophFlorian.Loeffl (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6914-5414NICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:9 Dezember 2021
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
DOI:10.1109/TRO.2021.3071617
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1552-3098
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Elastic robots, SEA, Impedance Control
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HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Roboterdynamik & Simulation [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Ott, Dr. Christian
Hinterlegt am:14 Dez 2021 14:58
Letzte Änderung:05 Dez 2023 07:41

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