適応制御に基づく摩擦推定によるロボットマニピュレータの軌道追従制御
Adaptive Control based Friction Estimation for Tracking Control of Robot Manipulators
非線形な静止摩擦現象を捉える線形パラメータ化摩擦モデルを提案し、バックステッピングに基づく適応制御摩擦推定器とロバスト推定のための励起生成アルゴリズムを開発、KUKA iiwa 14での軌道追従実験で有効性を示した。
著者: Junning Huang, Davide Tateo, Puze Liu, Jan Peters
分類: cs.RO
原文アブストラクト
Adaptive control is often used for friction compensation in trajectory tracking tasks because it does not require torque sensors. However, it has some drawbacks: first, the most common certainty-equivalence adaptive control design is based on linearized parameterization of the friction model, therefore nonlinear effects, including the stiction and Stribeck effect, are usually omitted. Second, the adaptive control-based estimation can be biased due to non-zero steady-state error. Third, neglecting unknown model mismatch could result in non-robust estimation. This paper proposes a novel linear parameterized friction model capturing the nonlinear static friction phenomenon. Subsequently, an adaptive control-based friction estimator is proposed to reduce the bias during estimation based on backstepping. Finally, we propose an algorithm to generate excitation for robust estimation. Using a KUKA iiwa 14, we conducted trajectory tracking experiments to evaluate the estimated friction model, including random Fourier and drawing trajectories, showing the effectiveness of our methodology in different control schemes.
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