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An Experimental Study on MPC based Joint Torque Control for Flexible Joint Robots

Ott, Christian und Beck, Fabian und Keppler, Manuel (2022) An Experimental Study on MPC based Joint Torque Control for Flexible Joint Robots. In: 13th IFAC Symposium on Robot Control (SYROCO). 13th IFAC Symposium on Robot Control (SYROCO), 17-20 Oct 2022, Matsumoto, Japan. doi: 10.1016/j.ifacol.2023.01.142. ISSN 2405-8963.

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Offizielle URL: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2405896323001490

Kurzfassung

This paper presents an experimental evaluation of joint torque control in a flexible joint robot using a model predictive control approach. The control of elastic robots is challenging due to the underactuated nature of the connected link and motor dynamics. A typical solution is to formulate the controller in a cascaded way with an outer loop controller for the nonlinear link side dynamics in combination with an inner loop controller for the joint torque. In this paper the inner loop torque controller utilizes a model predictive control design in order to take actuator constraints into account and, in case of a special choice of the torque reference and control gains, to avoid the computation of higher time derivatives in the desired joint torque. We compare two different controller implementations, which differ in the choice of the reference model. In particular, we investigate on the use of the natural open loop dynamics for the reference model. The controllers are evaluated in detail using a simulation study as well as in experiments on a single joint testbed.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/188913/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag, Poster)
Titel:An Experimental Study on MPC based Joint Torque Control for Flexible Joint Robots
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Beck, FabianFabian.Beck (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3239-5505NICHT SPEZIFIZIERT
Keppler, ManuelManuel.Keppler (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1532-963XNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2022
Erschienen in:13th IFAC Symposium on Robot Control (SYROCO)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1016/j.ifacol.2023.01.142
ISSN:2405-8963
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Torque Control; Flexible Joint Control; Model Predictive Control
Veranstaltungstitel:13th IFAC Symposium on Robot Control (SYROCO)
Veranstaltungsort:Matsumoto, Japan
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:17-20 Oct 2022
Veranstalter :IFAC
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)
Hinterlegt von: Beck, Fabian
Hinterlegt am:14 Okt 2022 15:42
Letzte Änderung:21 Sep 2023 21:46

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