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Practical Approach to Characterize Realistic Motor Dynamics for Robotic Simulation Independent of the Use Case

Schmidt, Annika und Gumpert, Thomas und Schreiber, Stefan und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu (2022) Practical Approach to Characterize Realistic Motor Dynamics for Robotic Simulation Independent of the Use Case. In: 2022 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, AIM 2022, Seiten 1144-1151. IEEE. IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM), 2022-07-11 - 2022-07-15, Sapporo, Japan. doi: 10.1109/AIM52237.2022.9863397. ISBN 978-166541308-4. ISSN 2159-6255.

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4MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9863397

Kurzfassung

Incorporating realistic actuator dynamics in robotic simulations is key to a successful simulation-to-reality transfer. But real actuation chains are often complex and impossible to model with analytical methods alone. Although it is feasible to reverse-engineer the actuator dynamics from hardware measurements, this requires the completed robotic system to be already available. To enable the inclusion of realistic actuator dynamics in robot models also during the design phase or for initial controller tuning, this work presents an alternative hands-on approach for actuator characterization. Based on actuator measurements taken independently of the overall system integration, a model expression for the actuator is derived. This can be added to the simulation of any robotic system. To showcase this concept, we present the workflow for a robotic leg with a Series Elastic Actuation chain. We create a simulation of the leg incorporating the derived actuator model and show its validity through comparison with analogous hardware. The observed motor and link dynamics of both cases show close correspondence without increasing the needed computation times with respect to a simulation without actuation. Thus, the proposed method offers a promising approach to include realistic actuator dynamics during the design and development process of robotic applications.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/197476/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Practical Approach to Characterize Realistic Motor Dynamics for Robotic Simulation Independent of the Use Case
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schmidt, Annikaannika.schmidt (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-4718-4201142819865
Gumpert, ThomasThomas.Gumpert (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schreiber, StefanTUMNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin OlimpiuAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074142819866
Datum:25 August 2022
Erschienen in:2022 IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics, AIM 2022
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/AIM52237.2022.9863397
Seitenbereich:Seiten 1144-1151
Verlag:IEEE
ISSN:2159-6255
ISBN:978-166541308-4
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Legged locomotion, Actuators, Analytical models, Mechatronics, Computational modeling, Sea measurements, Aerodynamics
Veranstaltungstitel:IEEE/ASME International Conference on Advanced Intelligent Mechatronics (AIM)
Veranstaltungsort:Sapporo, Japan
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:11 Juli 2022
Veranstaltungsende:15 Juli 2022
Veranstalter :IEEE
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)
Hinterlegt von: Schmidt, Annika
Hinterlegt am:22 Sep 2023 11:45
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:57

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