柔軟関節ロボットのモデル予測制御
Model Predictive Control for Flexible Joint Robots
柔軟関節ロボットの動特性を特異摂動法で分解し、モデル予測制御と組み合わせた制御アーキテクチャを提案し、位置制御性能と外乱に対するロバスト性を実験的に検証した。
著者: Maged Iskandar, Christiaan van Ommeren, Xuwei Wu, Alin Albu-Schaffer, Alexander Dietrich
分類: cs.RO, cs.SY, eess.SY
原文アブストラクト
Modern Lightweight robots are constructed to be collaborative, which often results in a low structural stiffness compared to conventional rigid robots. Therefore, the controller must be able to handle the dynamic oscillatory effect mainly due to the intrinsic joint elasticity. Singular perturbation theory makes it possible to decompose the flexible joint dynamics into fast and slow subsystems. This model separation provides additional features to incorporate future knowledge of the jointlevel dynamical behavior within the controller design using the Model Predictive Control (MPC) technique. In this study, different architectures are considered that combine the method of Singular Perturbation and MPC. For Singular Perturbation, the parameters that influence the validity of using this technique to control a flexible-joint robot are investigated. Furthermore, limits on the input constraints for the future trajectory are considered with MPC. The position control performance and robustness against external forces of each architecture are validated experimentally for a flexible joint robot.
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