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Inertia-Decoupled Equations for Hardware-in-the-Loop Simulation of an Orbital Robot with External Forces

Mishra, Hrishik und Giordano, Alessandro Massimo und De Stefano, Marco und Lampariello, Roberto und Ott, Christian (2021) Inertia-Decoupled Equations for Hardware-in-the-Loop Simulation of an Orbital Robot with External Forces. In: 2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2020. IEEE. 2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS), 24 Oct 2020 - 24 Jan 2021, Las Vegas, NV, USA. doi: 10.1109/IROS45743.2020.9341633. ISBN 978-172816212-6. ISSN 2153-0858.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/9341633

Kurzfassung

In this paper, we propose three novel Hardware-in-the-loop simulation (HLS) methods for a fully-actuated orbital robot in the presence of external interactions using On-Ground Facility Manipulators (OGFM). In particular, a fixed-base and a vehicle-driven manipulator are considered in the analyses. The key idea is to describe the orbital robot's dynamics using the Lagrange-Poincaré(LP) equations, which reveal a block-diagonalized inertia. The resulting advantage is that noisy joint acceleration/torque measurements are avoided in the computation of the spacecraft motion due to manipulator interaction even while considering external forces. The proposed methods are a consequence of two facilitating theorems, which are proved herein. These theorems result in two actuation maps between the simulated orbital robot and the physical OGFM. The chief advantage of the proposed methods is physical consistency without level-set assumptions on the momentum map. We validate this through experiments on both types of OGFM in the presence of external forces. Finally, the effectiveness of our approach is validated through a HLS of a fully-actuated orbital robot while interacting with the environment.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/192899/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Inertia-Decoupled Equations for Hardware-in-the-Loop Simulation of an Orbital Robot with External Forces
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Mishra, Hrishikhrishik.mishra (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-5025-2447NICHT SPEZIFIZIERT
Giordano, Alessandro MassimoAlessandro.Giordano (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2291-7525NICHT SPEZIFIZIERT
De Stefano, Marcomarco.destefano (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3777-9487NICHT SPEZIFIZIERT
Lampariello, RobertoRoberto.Lampariello (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-8479-2900NICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:10 Februar 2021
Erschienen in:2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, IROS 2020
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/IROS45743.2020.9341633
Verlag:IEEE
ISSN:2153-0858
ISBN:978-172816212-6
Status:veröffentlicht
Stichwörter:inertia-decoupled equations
Veranstaltungstitel:2020 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems (IROS)
Veranstaltungsort:Las Vegas, NV, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsdatum:24 Oct 2020 - 24 Jan 2021
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 - On-Orbit Servicing [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: Strobl, Dr. Klaus H.
Hinterlegt am:23 Dez 2022 11:24
Letzte Änderung:23 Dez 2022 11:24

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