A Simple Control Strategy Based on Trajectory Planning for Vertical Acrobot

Abstract

This paper presents a simple control method on the basis of the trajectory planning for vertical Acrobot to accomplish the control goal of moving the system from the downward initial position (DIP) and steadying the system at the upward target position (UTP). First, for the active link, we frame a trajectory that contains some adjustable parameters. Along the framed trajectory, we can make the active link stabilize at its end angle from its start angle. Furthermore, we change the trajectory parameters to make the passive link also arrive at the zone near the end angle. Next, we devise a PD-based tracking controller to track this planned trajectory. In this way, the vertical Acrobot is swung up to a small zone near the UTP. Then, from the approximate linear model at the UTP, we devise a stabilization controller to stabilize the vertical Acrobot at the UTP. Finally, we implement the simulation to show the validity of the proposed method.

Điều khiển trượt cho robot khớp mềm 2-DOF xem xét tới các thành phần bất định

“…Điều khiển hệ thống cơ khí hụt cơ cấu chấp hành phi tuyến là một vấn đề đầy thách thức vì nó yêu cầu khai thác đầy đủ các đặc tính Non-Holonomic. Ví dụ như các hệ thống tay máy với khớp linh hoạt như tàu thủy (Ships), vệ tinh (Satellites), con lắc ngược đơn và đôi, Acrobot [4], Underactuated Planar Robot [5], Pendubot [6],… Các kỹ thuật được phát triển cho các bộ điều khiển robot cơ khí đủ cơ cấu chấp hành không thể sử dụng trực tiếp để điều khiển các hệ thống cơ khí hụt cơ cấu chấp hành. Một vài bộ điều khiển đã được đề xuất cho các hệ thống hụt chấp hành cụ thể như các kỹ thuật tuyến tính hóa phản hồi một phần (partial feedback linearization) cho Pendubot [7], luật điều khiển phản hồi trạng thái phi tuyến (nonlinear state feedback control law) cho con lắc ngược (Inverted Pendulum) [8], điều khiển dựa trên sự thụ động (Passivity based Control) cho con lắc ngược [9] và Pendubot.…”