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Robot Tracking Control With Natural Task-Space Decoupling

Dietrich, Alexander und Wu, Xuwei und Iskandar, Maged und Albu-Schäffer, Alin Olimpiu (2025) Robot Tracking Control With Natural Task-Space Decoupling. IEEE Transactions on Robotics. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TRO.2025.3647777. ISSN 1552-3098.

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2MB

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/11314799

Kurzfassung

There exist numerous ways to achieve multi-tasking control in kinematically redundant robots to accomplish several goals simultaneously. In all approaches, regardless of the specific type of controller, one has to make a choice about the closed-loop inertia and consequently the dynamic task couplings. Here, we introduce a new control strategy which combines two fundamentally different properties that have not been brought together yet. First, we fully dynamically decouple all individual subtasks, which cannot be achieved with classical passivity-based or hierarchical approaches. Second, we provide high robustness in practice which is structurally not possible with any inverse-dynamics approaches enforcing a decoupled but constant closed-loop inertia. Beside formal proofs of stability and passivity, we compare our approach with the other categories in various simulations and experiments. Since the proposed controller is grounded on the fundamental property of full natural task-space decoupling, this underlying strategy and its benefits can also be transferred to other design methods such as quadratic programming, MPC, or learning-based approaches.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/221903/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Robot Tracking Control With Natural Task-Space Decoupling
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Dietrich, AlexanderAlexander.Dietrich (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3463-5074202270674
Wu, XuweiXuwei.Wu (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2616-9149NICHT SPEZIFIZIERT
Iskandar, MagedMaged.Iskandar (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, Alin OlimpiuAlin.Albu-Schaeffer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074202270677
Datum:24 Dezember 2025
Erschienen in:IEEE Transactions on Robotics
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/TRO.2025.3647777
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1552-3098
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Robotics, control, whole-body control, dynamics, multi-tasking
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: Dietrich, Dr.-Ing. Alexander
Hinterlegt am:13 Jan 2026 12:31
Letzte Änderung:13 Jan 2026 12:31

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