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Optimal Control Strategies for Maximizing the Performance of Variable Stiffness Joints with Nonlinear Springs

Özparpucu, Mehmet Can und Alin, Albu-Schäffer (2014) Optimal Control Strategies for Maximizing the Performance of Variable Stiffness Joints with Nonlinear Springs. In: IEEE Conference on Decision and Control (ISSN: 0733-8716). 53rd IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2014), Los Angeles, California, USA. doi: 10.1109/CDC.2014.7039599. ISSN 0733-8716.

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373kB

Kurzfassung

A very young robotics research topic is the use of elastic elements in joints to increase their performance. The idea of attaching the robot link to the motor via elastic elements is especially motivated by the possibility to store potential energy in the springs, which enables movement types that could not be implemented with rigid joints. After our recent results on the relation between the spring’s potential energy and the optimal control strategy for realising explosive motions using adjustable linear springs with a velocity-controlled motor, we extend in this paper these results to elastic joints with adjustable nonlinear springs. In particular, we build up on the method we first introduced for analysing Variable Stiffness Actuators with fixed motor positions and consider now additionally the control from the motor side. The application of the method is illustrated by investigating serial elastic joints as well as variable stiffness joints with nonlinear springs and it is shown how optimal control strategies for linear systems such as periodic bang-bang excitations with the system’s resonant frequency, change in this more general setting to energy-dependent excitations.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/94494/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Vortrag)
Titel:Optimal Control Strategies for Maximizing the Performance of Variable Stiffness Joints with Nonlinear Springs
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Özparpucu, Mehmet CanMehmet.Oezparpucu (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Alin, Albu-SchäfferAlin.Albu-Schäffer (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Dezember 2014
Erschienen in:IEEE Conference on Decision and Control (ISSN: 0733-8716)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1109/CDC.2014.7039599
ISSN:0733-8716
Status:veröffentlicht
Stichwörter:optimal control, nonlinear springs, variable stiffness joints
Veranstaltungstitel:53rd IEEE Conference on Decision and Control (CDC 2014)
Veranstaltungsort:Los Angeles, California, USA
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
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: Özparpucu, Mehmet Can
Hinterlegt am:12 Jan 2015 17:30
Letzte Änderung:21 Jul 2023 11:36

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