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Real-Time Delta Laguerre Model Predictive Control for a Flexible Robot with Nonlinear Inverse Model Feedforward

Reiner, Matthias und Oldemeyer, Carsten (2026) Real-Time Delta Laguerre Model Predictive Control for a Flexible Robot with Nonlinear Inverse Model Feedforward. In: 11th International Conference on Robotics and Automation Sciences, ICRAS 2026. IEEE. 2026 10th International Conference on Robotics and Automation Sciences (ICRAS), 2026-06-12 - 2026-06-14, Kyoto, Japan. doi: 10.1109/ICRAS70064.2026.11717960. ISBN 979-8-3315-5062-2. ISSN 2694-3514.

Dieses Archiv kann nicht den Volltext zur Verfügung stellen.

Offizielle URL: https://ieeexplore.ieee.org/document/11717960

Kurzfassung

This paper presents a Delta Laguerre Model Predictive Control (MPC) framework for real-time industrial robot axis control operating at 2000 Hz. The controller employs a delta formulation with Laguerre functions to optimize incremental control efforts while integrating a nonlinear inverse dynamics feedforward model. To capture joint flexibility, a discrete two-mass-spring-damper model is derived that adapts to changing robot configurations through real-time parameter scheduling. A fixed-size iterative Riccati solver is implemented to ensure deterministic execution within the 0.5 ms sampling interval, effectively handling system ill-conditioning caused by dead-time augmentation. The controller is implemented in Modelica and exported as a Functional Mock-up Unit (FMU) for deployment. Experimental results on a KUKA KR16 industrial robot with a advanced control setup demonstrate improved tracking performance and constraint handling compared to standard PPI control. Furthermore, a Monte Carlo analysis verifies the system's robustness against significant parameter variations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/226753/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Real-Time Delta Laguerre Model Predictive Control for a Flexible Robot with Nonlinear Inverse Model Feedforward
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Reiner, MatthiasMatthias.Reiner (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Oldemeyer, CarstenCarsten.Oldemeyer (at) dlr.dehttps://orcid.org/0009-0009-7914-8246229622025
Datum:7 Oktober 2026
Erschienen in:11th International Conference on Robotics and Automation Sciences, ICRAS 2026
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1109/ICRAS70064.2026.11717960
Verlag:IEEE
ISSN:2694-3514
ISBN:979-8-3315-5062-2
Status:veröffentlicht
Stichwörter:MPC, Robotic
Veranstaltungstitel:2026 10th International Conference on Robotics and Automation Sciences (ICRAS)
Veranstaltungsort:Kyoto, Japan
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:12 Juni 2026
Veranstaltungsende:14 Juni 2026
Veranstalter :IEEE Robotics and Automation Society (RAS)
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 - Nächste Generation Modelica
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013)
Hinterlegt von: Reiner, Matthias
Hinterlegt am:12 Okt 2026 10:53
Letzte Änderung:12 Okt 2026 10:53

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