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Hybrid Force-Impedance Control for Fast End-Effector Motions

Iskandar, Maged und Ott, Christian und Albu-Schäffer, Alin und Siciliano, Bruno und Dietrich, Alexander (2023) Hybrid Force-Impedance Control for Fast End-Effector Motions. IEEE Robotics and Automation Letters. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2023.3270036. ISSN 2377-3766.

[img] PDF - Preprintversion (eingereichte Entwurfsversion)
7MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10107744

Kurzfassung

Controlling the contact force on various surfaces is essential in many robotic applications such as in service tasks or industrial use cases. Mostly, classical impedance and hybrid motion-force control approaches are employed for these kinds of physical interaction scenarios. In this work, an extended Cartesian impedance control algorithm is developed, which includes geometrical constraints and enables explicit force tracking in a hybrid manner. The unified framework features compliant behavior in the free (motion) task directions and explicit force tracking in the constrained directions. Advantageously, the involved force subspace in contact direction is fully dynamically decoupled from dynamics in the motion subspace. The experimental validation with a torque-controlled robotic manipulator on both flat and curved surfaces demonstrates the performance during highly dynamic desired trajectories and confirms the theoretical claims of the approach.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/194975/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Hybrid Force-Impedance Control for Fast End-Effector Motions
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Iskandar, MagedMaged.Iskandar (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0644-0659NICHT SPEZIFIZIERT
Ott, ChristianChristian.Ott (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-0987-7493NICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, AlinAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074142115940
Siciliano, BrunoNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dietrich, AlexanderAlexander.Dietrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3463-5074NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:25 April 2023
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.2023.3270036
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Force control, Hybrid motion force control, High-speed robot polishing, Contact control, Robot force control.
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 - Leichtbau-Robotik [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Iskandar, Maged Samuel Zakri
Hinterlegt am:05 Mai 2023 09:56
Letzte Änderung:11 Sep 2023 13:25

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