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A Generalized Index for Fault-tolerant Control in Operational Space under Free-swinging Actuation Failure

Lee, Yisoo und Tsagarakis, Nikos und Ott, Christian und Lee, Jinoh (2022) A Generalized Index for Fault-tolerant Control in Operational Space under Free-swinging Actuation Failure. IEEE Robotics and Automation Letters, 7 (2), Seiten 1486-1493. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2022.3140425. ISSN 2377-3766.

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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9670733

Kurzfassung

Actuation failure and fault-tolerant control under the actuation failure scenario have drawn more attention in accordance with the recent increasing demand for reliable robot control applications such for long-term and remote operation. The emergence of control torque loss, i.e., the free-swinging failure, is particularly challenging when the robot performs dynamic operational space tasks due to complexities stemming from redundancies in the kinematic structure as well as a dynamical disturbance in the under-actuated multi-body system. To reinforce robustness and accuracy of task-space control under the failure condition, this letter proposes a performance index, named generalized failure-susceptibility (GFS), which is formulated to render thorough dynamic and kinematic effects caused by the un-actuated joints. The GFS index is then exploited with the hierarchical task controller, where self-motion is controlled to minimize the index in real-time. Several experiments with a seven-degrees-of-freedom torque-controlled robot verify that the proposed control strategy with the GFS index effectively improves fault tolerance against anticipating actuation failure.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/148173/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:A Generalized Index for Fault-tolerant Control in Operational Space under Free-swinging Actuation Failure
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Lee, YisooKorea Institute of Science and Technology (KIST)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Tsagarakis, NikosIstituto Italiano di Tecnologia (IIT)NICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Lee, JinohJinoh.Lee (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4901-7095NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:5 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
Band:7
DOI:10.1109/LRA.2022.3140425
Seitenbereich:Seiten 1486-1493
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
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Failure detection and recovery, redundant Robots, underactuated robots
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 - Laufroboter/Lokomotion [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Lee, Dr. Jinoh
Hinterlegt am:11 Jan 2022 16:14
Letzte Änderung:29 Jan 2024 13:15

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