Pierallini, Michele und Stella, Francesco und Angelini, Franco und Deutschmann, Bastian und Hughes, Josie und Bicchi, Antonio und Garabini, Manolo und Della Santina, Cosimo (2023) A Provably Stable Iterative Learning Controller for Continuum Soft Robots. IEEE Robotics and Automation Letters, 8 (10), 6427 -6434. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/LRA.2023.3307007. ISSN 2377-3766.
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Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/10225256
Kurzfassung
Fully exploiting soft robots' capabilities requires devising strategies that can accurately control their movements with the limited amount of control sources available. This task is challenging for reasons including the hard-to-model dynamics, the system's underactuation, and the need of using a prominent feedforward control action to preserve the soft and safe robot behavior. To tackle this challenge, this letter proposes a purely feedforward iterative learning control algorithm that refines the torque action by leveraging both the knowledge of the model and data obtained from past experience. After presenting a 3D polynomial description of soft robots, we study their intrinsic properties, e.g., input-to-state stability, and we prove the convergence of the controller coping with locally Lipschitz nonlinearities. Finally, we validate the proposed approach through simulations and experiments involving multiple systems, trajectories, and in the case of external disturbances and model mismatches.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/197435/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Zeitschriftenbeitrag | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | A Provably Stable Iterative Learning Controller for Continuum Soft Robots | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 21 August 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 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Band: | 8 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1109/LRA.2023.3307007 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Seitenbereich: | 6427 -6434 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Verlag: | IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2377-3766 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Robots,Soft robotics,Feedforward systems,Trajectory,Three-dimensional displays,Solid modeling,Kinematics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Deutschmann, Dr. -Ing. Bastian | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 21 Sep 2023 13:53 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 26 Mär 2024 12:55 |
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