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Enhancing the Force Transparency of the Energy-Reflection Based Time Domain Passivity Approach

Panzirsch, Michael und Singh, Harsimran und Xu, Xiao und Dietrich, Alexander und Hulin, Thomas und Steinbach, Eckehard und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu (2024) Enhancing the Force Transparency of the Energy-Reflection Based Time Domain Passivity Approach. IEEE Transactions on Control Systems Technology. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TCST.2024.3458831. ISSN 1063-6536.

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4MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/10697202

Kurzfassung

The Time Domain Passivity Approach (TDPA) was developed and applied to tackle a variety of control challenges such as non-collocated force sensing, authority scaling or delayed coupling in robotic applications. Specifically for delay, recently, the energy-reflection based TDPA (TDPA-ER) was proposed to improve position tracking and force-feedback quality. In contrast to the conventional TDPA, the TDPA-ER intrinsically prevents position drift, thus, substantially increasing the coupling rigidity. Here, we extend the TDPA-ER, to further enhance the force transparency perceived by the operator in teleoperation scenarios. The extension is based on two independent control strategies which, among others, reorganize the energy distribution of TDPA-ER and ensure more continuous force profiles through the Deflection-Domain Passivity Approach. Experiments confirm the improvement of force-feedback quality and force continuity with regards to TDPA-ER. Furthermore, it is shown that interactions with dynamic objects and active environments can be handled robustly with the proposed teleoperation control strategies.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/206287/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Enhancing the Force Transparency of the Energy-Reflection Based Time Domain Passivity Approach
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Panzirsch, MichaelMichael.Panzirsch (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-0647-7147NICHT SPEZIFIZIERT
Singh, Harsimranharsimran.singh (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6735-9945NICHT SPEZIFIZIERT
Xu, XiaoTechnical University of Munich, GermanyNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Dietrich, AlexanderAlexander.Dietrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3463-5074171679867
Hulin, ThomasThomas.Hulin (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3814-075XNICHT SPEZIFIZIERT
Steinbach, EckehardTechnical University of Munich, Germanyhttps://orcid.org/0000-0001-8853-2703NICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin OlimpiuAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074171679869
Datum:24 September 2024
Erschienen in:IEEE Transactions on Control Systems Technology
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/TCST.2024.3458831
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1063-6536
Status:veröffentlicht
Stichwörter:TDPA-ER; Time-Domain Passvity Approach; DDPA; Deflection-Domain Passivity Approach
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 - Telerobotik
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Panzirsch, Michael
Hinterlegt am:09 Sep 2024 16:00
Letzte Änderung:13 Nov 2024 22:18

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