کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
6867249 1439840 2018 12 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Adaptive variable impedance control for dynamic contact force tracking in uncertain environment
ترجمه فارسی عنوان
کنترل امپدانس متغیر سازگار برای ردیابی نیروی تماس پویا در محیط نامطمئن
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
کنترل امپدانس ثابت سنتی یک روش ساده اما موثر است که به طور گسترده ای در بسیاری از زمینه ها از جمله ردیابی نیروی تماس استفاده می شود. با استفاده از این روش، محل محیط نسبت به ربات و سختی محیط باید شناخته شده و معمولا نیروی مورد نظر ثابت است. با این حال، برای برنامه های کاربردی در ردیابی نیروی تماس پویا در محیط نامطمئن، این یک راه حل موثر نیست. در این مقاله، یک کنترل جدید برای کنترل نیروی انطباقی جدید برای ردگیری نیرو پیشنهاد شده است که توانایی پیگیری نیروی مورد نظر پویا و جبران عدم قطعیت (از لحاظ خواص هندسی و مکانیکی ناشناخته) در محیط زیست است. در این مطالعه، مدل نیروی تماس با ربات پایان دهنده و محیط زیست مورد تحلیل قرار گرفته است. به طور خاص، نیروی تماس به عنوان نیروی بازتوی کنترل کننده امپدانس مبتنی بر موقعیت برای فعالانه پیگیری نیروی دلخواه پویا در محیط نامشخص استفاده می شود. برای تطبیق هرگونه عدم قطعیت سخت افزاری محیط، کنترل امپدانس اصلاح شده پیشنهاد شده است. برای کاهش خطای ردیابی نیروی ناشی از نااطمینانی مکان محیط، یک کنترل امپدانس متغیر انطباق برای اولین بار با تنظیم پارامترهای امپدانس در خط بر اساس خطای ردیابی برای جبران محیط ناشناخته و نیروی مورد نظر پویا اجرا می شود. علاوه بر این، ثبات و همگرایی کنترل امپدانس متغیر سازگار برای یک اجرای پایدار نیرویابی نشان داده شده است. شبیه سازی و آزمایشات برای مقایسه عملکرد ردیابی نیرو با کنترل امپدانس مداوم و کنترل امپدانس متغیر سازگار، به طور چشمگیری انجام می شود. نتایج به شدت ثابت می کند که رویکرد پیشنهادی می تواند عملکرد ردیابی نیرو را بهتر از کنترل امپدانس مداوم به دست آورد.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی کامپیوتر هوش مصنوعی
پیش نمایش مقاله
کنترل امپدانس متغیر سازگار برای ردیابی نیروی تماس پویا در محیط نامطمئن
چکیده انگلیسی
The traditional constant impedance control is a simple but effective method widely used in many fields including contact force tracking. Using this method, the location of the environment relative to the robot and the stiffness of the environment must be known, and usually the desired force is constant. However, for applications in dynamic contact force tracking in uncertain environment, it is not an effective solution. In this paper, a new adaptive variable impedance control is proposed for force tracking which has the capability to track the dynamic desired force and compensate for uncertainties (in terms of unknown geometrical and mechanical properties) in environment. In this study, the contact force model of robot end-effector and the environment is analyzed. Specifically, the contact force is used as the feedback force of a position-based impedance controller to actively track the dynamic desired force in uncertain environment. To adapt any environment stiffness uncertainties, a modified impedance control is proposed. To reduce the force tracking error caused by environment location uncertainty, an adaptive variable impedance control is implemented for the first time by adjusting the impedance parameters on-line based on the tracking error to compensate the unknown environment and the dynamic desired force. Furthermore, stability and convergence of the adaptive variable impedance control are demonstrated for a stable force tracking execution. Simulations and experiments to compare the performance of force tracking with the constant impedance control and the adaptive variable impedance control, perspectively, are conducted. The results strongly prove that the proposed approach can achieve better force tracking performance than the constant impedance control.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: Robotics and Autonomous Systems - Volume 102, April 2018, Pages 54-65
نویسندگان
, , , ,