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Passivity-based Motion and Force Tracking Control for Constrained Elastic Joint Robots

Meng, Xuming und Keppler, Manuel und Ott, Christian (2022) Passivity-based Motion and Force Tracking Control for Constrained Elastic Joint Robots. IEEE Control Systems Letters. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LCSYS.2022.3187345. ISSN 2475-1456.

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2MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9810336

Kurzfassung

In the past, several motion and force controls were successfully implemented on rigid-joint robots with constraints. With the invention of mechanically compliant robots, the focus on designing controllers for elastic joint robots with constraints is increasing, especially involving the complexity of the joint elasticity in control. Aiming to bridge the gap between the control schemes of rigid- and elastic-joint robots, this letter presents a controller consisting of a PD+ task-space tracking and integral force control, while the intrinsic inertial and elastic properties of the system are fully preserved. We provide a passivity analysis and prove uniform asymptotic stability of the equilibrium. Simulations on a planar two-armed benchmark system with constraints validate the proposed control law.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/187122/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Passivity-based Motion and Force Tracking Control for Constrained Elastic Joint Robots
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Meng, XumingXuming.Meng (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5642-1830NICHT SPEZIFIZIERT
Keppler, ManuelManuel.Keppler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1532-963XNICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juni 2022
Erschienen in:IEEE Control Systems Letters
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/LCSYS.2022.3187345
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
Valcher, Maria Elenameme (at) dei.unipd.ithttps://orcid.org/0000-0002-7595-3688NICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2475-1456
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Robotics, control applications
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 - Interagierende Robotersteuerung [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Meng, Xuming
Hinterlegt am:13 Jul 2022 12:30
Letzte Änderung:13 Jul 2022 12:30

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