Sachtler, Arne and Calzolari, Davide and Raff, Maximilian and Schmidt, Annika and Wotte, Yannik P. and Della Santina, Cosimo and Remy, C. David and Albu-Schäffer, Alin Olimpiu (2024) Swing-Up of a Weakly Actuated Double Pendulum via Nonlinear Normal Modes. In: 2024 European Control Conference, ECC 2024, pp. 2392-2398. IEEE. European Control Conference (ECC) 2024, 2024-06-25 - 2024-06-28, Stockholm, Sweden. doi: 10.23919/ECC64448.2024.10590854. ISBN 978-390714410-7.
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Official URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10590854
Abstract
We identify the nonlinear normal modes spawning from the stable equilibrium of a double pendulum under gravity, and we establish their connection to homoclinic orbits through the unstable upright position as energy increases. This result is exploited to devise an efficient swing-up strategy for a double pendulum with weak, saturating actuators. Our approach involves stabilizing the system onto periodic orbits associated with the nonlinear modes while gradually injecting energy. Since these modes are autonomous system evolutions, the required control effort for stabilization is minimal. Even with actuator limitations of less than 1% of the maximum gravitational torque, the proposed method accomplishes the swing-up of the double pendulum by allowing sufficient time.
| Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/205592/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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| Document Type: | Conference or Workshop Item (Speech) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Title: | Swing-Up of a Weakly Actuated Double Pendulum via Nonlinear Normal Modes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Authors: |
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| Date: | 27 June 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Journal or Publication Title: | 2024 European Control Conference, ECC 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DOI: | 10.23919/ECC64448.2024.10590854 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Page Range: | pp. 2392-2398 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Editors: |
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| Publisher: | IEEE | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| ISBN: | 978-390714410-7 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Keywords: | Nonlinear Modes Double Pendulum Periodic Orbits Motors Control | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Title: | European Control Conference (ECC) 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Location: | Stockholm, Sweden | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Type: | international Conference | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event Start Date: | 25 June 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Event End Date: | 28 June 2024 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Organizer: | European Control Association (EUCA) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| HGF - Program Themes: | Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Program: | R RO - Robotics | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| DLR - Research theme (Project): | R - Robot Dynamics & Simulation [RO], R - Walking robot/locomotion [RO] | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Institutes and Institutions: | Institute of Robotics and Mechatronics (since 2013) > Analysis and Control of Advanced Robotic Systems | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited By: | Sachtler, Arne | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deposited On: | 01 Aug 2024 21:53 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Last Modified: | 03 Sep 2024 09:54 |
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