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Sensitivity Analysis for an On-Orbit Robotic Approach Task

Specht, Caroline und Lampariello, Roberto und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu (2025) Sensitivity Analysis for an On-Orbit Robotic Approach Task. IEEE Robotics and Automation Letters. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. ISSN 2377-3766. (eingereichter Beitrag)

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Kurzfassung

In application areas such as spacecraft guidance and robotics, optimal control typically requires feasibility with respect to motion constraints, in addition to optimality. Inevitably, the question arises of how to manage uncertainty in related task parameters. Via the Sensitivity Theorem, solutions of a given parametric optimal control problem can be approxi- mated through a fast online sensitivity-based update of a given nominal solution for perturbed task parameter values. Using the presented estimation of the neighborhood of validity of this approximation, a region of task parameter space -- called the task workspace -- can be developed, within which it is possible to provide admissible solutions that are provably robust to task uncertainty. The method is demonstrated in simulation for an on-orbit robotic approach task, which precedes the capture of a target satellite. The non-holonomic kinematically redundant free-floating space robot executes the task under parametric uncertainty of the final six-dimensional pose of the end-effector. This simulation shows that the task workspace is a useful real-world tool for space mission design. The computational efficiency of the solution update within the approximated neighborhood is also demonstrated.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/216156/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Sensitivity Analysis for an On-Orbit Robotic Approach Task
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Specht, CarolineCaroline.Specht (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-6070-8620NICHT SPEZIFIZIERT
Lampariello, RobertoRoberto.Lampariello (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin OlimpiuAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2025
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
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:2377-3766
Status:eingereichter Beitrag
Stichwörter:motion planning under uncertainty, sensitivity analysis, nonlinear programming, motion planning, mission planning, verification and validation
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 - Impulsprojekt Orbitale Nachhaltigkeit [RO]
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Specht, Caroline
Hinterlegt am:16 Sep 2025 09:50
Letzte Änderung:18 Sep 2025 13:33

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