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Passivity and Stability Boundaries for Haptic Systems with Time Delay

Hulin, Thomas und Albu-Schäffer, Alin und Hirzinger, Gerd (2014) Passivity and Stability Boundaries for Haptic Systems with Time Delay. IEEE Transactions on Control Systems Technology, 22 (4), Seiten 1297-1309. IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers. doi: 10.1109/TCST.2013.2283372. ISSN 1063-6536.

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Offizielle URL: http://ieeexplore.ieee.org/xpl/articleDetails.jsp?arnumber=6648390

Kurzfassung

This paper presents a passivity and a stability analysis of a one degree of freedom haptic device that is interacting with a virtual wall. These two analyses take into account the influence of a human operator and time delay. A peculiarity of the presented approach is the exact combination of discrete- and continuous-time elements, which reveals fundamental parameter dependencies for passivity and stability. These dependencies do not only differ in scale for passivity and stability, but consist in substantially different relations. By using realistic parameter ranges for human arms, this paper clearly illustrates that the maximum stable stiffness of virtual walls is far higher than admitted by passivity. Responsible for this great disparity is the limited stiffness of real human arms, as passivity covers a stiffness range that is orders of magnitudes larger than feasible. Finally, useful guidelines for designing stable haptic systems are concluded.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/89634/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Passivity and Stability Boundaries for Haptic Systems with Time Delay
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Hulin, ThomasThomas.Hulin (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3814-075XNICHT SPEZIFIZIERT
Albu-Schäffer, AlinAlin.Albu-Schaeffer (at) DLR.dehttps://orcid.org/0000-0001-5343-9074NICHT SPEZIFIZIERT
Hirzinger, GerdGerd.Hirzinger (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Juli 2014
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
Band:22
DOI:10.1109/TCST.2013.2283372
Seitenbereich:Seiten 1297-1309
Verlag:IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISSN:1063-6536
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Haptic rendering, passivity analysis, stability analysis, time delay
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R SY - Technik für Raumfahrtsysteme
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Terrestrische Assistenz-Robotik (alt)
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Robotik und Mechatronik (ab 2013) > Analyse und Regelung komplexer Robotersysteme
Hinterlegt von: Hulin, Dr. Thomas
Hinterlegt am:03 Sep 2014 11:23
Letzte Änderung:29 Nov 2023 08:37

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