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Strict Modes Everywhere - Bringing Order into Dynamics of Mechanical Systems by a Potential Compatible with the Geodesic Flow

Sachtler, Arne und Albu-Schäffer, Alin (2022) Strict Modes Everywhere - Bringing Order into Dynamics of Mechanical Systems by a Potential Compatible with the Geodesic Flow. IEEE Robotics and Automation Letters. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2022.3142921. ISSN 2377-3766.

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2MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9681384

Kurzfassung

Strict nonlinear normal modes provide very regular families of oscillations within conservative mechanical systems. However, a strict normal mode will generally be an isolated curve within the configuration space of the system. In this paper, we design a potential that will densely fill the configuration space with strict normal modes such that each configuration belongs to one mode and each mode passes through a common point, the equilibrium. As the potential can be realized by (nonlinear) elastic elements it can be used to execute a variety of periodic trajectories very efficiently. Most of the required torques will come from the elastic elements in the system and not from the actuators. We also design a controller stabilizing the system to a desired target mode and a controller performing swing-up and compensating dissipated energy. Finally, we showcase the approach for a two DoF manipulator. The experiments show that the approach performed well for the example system.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/148160/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Strict Modes Everywhere - Bringing Order into Dynamics of Mechanical Systems by a Potential Compatible with the Geodesic Flow
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Sachtler, ArneArne.Sachtler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-4974-4134NICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, AlinAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074142115890
Datum:13 Januar 2022
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.2022.3142921
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Asfour, TamimInstitute for Anthropomatics and RoboticsNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
Name der Reihe:IEEE Robotics and Automation Letters
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Compliant Joints and Mechanisms; Mechanism Design; Dynamics
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Robotik
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R RO - Robotik
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Roboterdynamik & Simulation [RO], R - Mechatronik [RO], R - Laufroboter/Lokomotion [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Sachtler, Arne
Hinterlegt am:14 Jan 2022 09:07
Letzte Änderung:11 Sep 2023 13:24

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