Robot task space PID type regulation with prescribed performance guaranties

Doulgeri, Zoe; Δρούκας, Λεωνίδας

doi:10.1109/iros.2010.5651180

Cited by 10 publications

(9 citation statements)

References 6 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…in case of e 0i ≤ 0. (16) Note that the trajectory tracking controller of our previous work 17 requires a transformation function with T i (0) = 0 which does not allow a zero overshoot specification. Zero overshoot is an important property in robotics and can be guaranteed by the controller proposed in this work.…”

Section: Prescribed Performancementioning

confidence: 99%

“…Zero overshoot is an important property in robotics and can be guaranteed by the controller proposed in this work. As implied by (15) and (16) the choice of mapping depends only on the sign of e 0i . A graphical illustration of this function is provided in Fig.…”

Section: Prescribed Performancementioning

confidence: 99%

“…This idea has been exploited in the model-based (regressor-based) robot tracking controllers 12,13 and robot position regulators. [14][15][16] In our recently published paper, 17 it is shown that the prescribed performance of the joint position tracking error response is possible via a PD controller enhanced by a proportional term of the transformed error that does not however allow to set zero overshoot specification which is of high importance in robotic applications where robots and humans share the same workspace. This severe drawback is amended in the controller proposed in this work; it is a regressor-free controller for achieving PP position error tracking which allows zero overshoot specifications as opposed to the aforementioned controller.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…From (15) and/or (16) and (19) the following inequalities involving the transformation function can be easily proved:…”

mentioning

confidence: 99%

See 3 more Smart Citations

Regressor-free prescribed performance robot tracking

Karayiannidis

Doulgeri

2013

Robotica

View full text Add to dashboard Cite

SUMMARYFast and robust tracking against unknown disturbances is required in many modern complex robotic structures and applications, for which knowledge of the full exact nonlinear system is unreasonable to assume. This paper proposes a regressor-free nonlinear controller of low complexity which ensures prescribed performance position error tracking subject to unknown endogenous and exogenous bounded dynamics assuming that joint position and velocity measurements are available. It is theoretically shown and demonstrated by a simulation study that the proposed controller can guarantee tracking of the desired joint position trajectory with a priori determined accuracy, overshoot and speed of response. Preliminary experimental results to a simplified system are promising for validating the controller to more complex structures.

show abstract

Section: Prescribed Performancementioning

confidence: 99%

Section: Prescribed Performancementioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…From (15) and/or (16) and (19) the following inequalities involving the transformation function can be easily proved:…”

mentioning

confidence: 99%

See 2 more Smart Citations

Regressor-free prescribed performance robot tracking

Karayiannidis

Doulgeri

2013

Robotica

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Hence, central to the prescribed performance control design for reaching movements is to seek the boundedness of the transformed output error vector (2.27) PPC has already been applied for achieving prescribed performance in the convergence of robot position and/or force output errors. [76,81,82,84].…”

Section: Prescribed Performance Control Methodologymentioning

confidence: 99%

Control of reaching motions by redundant robot systems

Atawnih¹

View full text Add to dashboard Cite

Σε γενικές γραμμές, ο πλεονασμός ανοίγει δρόμους για την βελτιστοποίηση της ρομποτικής. Ο πλεονασμός μπορεί να οριστεί ως πλεονασμός αισθητήρων/κινητήρων ή ως κινηματικός πλεονασμός. Σε αυτή τη διατριβή χρησιμοποιείται ο κινηματικός πλεονασμός όπου οι συνολικοί βαθμοί ελευθερίας του ρομπότ είναι περισσότεροι από τους βαθμούς ελευθερίας που απαιτούνται για την εκτέλεση μιας εργασίας. Αυτός ο πλεονασμός παρέχει άπειρο αριθμό λύσεων για την πραγματοποίηση μιας εργασίας και έτσι, παράλληλα με τηςν εκτέλεσης της κύριας εργασίας, μπορούν να διεξάγονται και διάφορες υποεργασίες.Η διατριβή αυτή εστιάζει στην επίδοση της έκτασης ρομποτικών βραχιόνων έτσι ώστε να βελτιωθεί η αποδοχή των ρομπότ σε περιβάλλοντα όπου συνυπάρχουν άνθρωποι και ρομπότ. Για αυτό το λόγο απαιτείται ακρίβεια στο να φτάσει το ρομπότ το στόχο του, χρονική σύγκλιση επιβαλλόμενη κατά βούληση, ανθρώπινη ομαλότητα του άκρου και την συνοχή των ταχυτήτων και της διάταξης των αρθρώσεων, με εγγυημένη αποφυγή των ορίων των αρθρώσεων. Συγκεκριμένα, η διατριβή αυτή προτείνει έναν ελεγκτή ταχύτητας για πλεονασματικούς βραχίονες (κινηματικός ελεγκτής) και ελεγκτές ροπής για την έκταση ρομποτικού βραχίονα, οι οποίοι εγγυώνται ολοκλήρωση της εργασίας στον επιθυμητό χρόνο και ακρίβεια χωρίς να χρειάζεται σχεδίαση τροχιάς. Οι ελεγκτές παρέχουν συνοχή της διάταξης των αρθρώσεων στις κινήσεις επιστροφής και ομαλότητα των ταχυτήτων του χεριού και των αρθρώσεων. Επίσης, προτείνεται ένας ελεγκτής ο οποίος χρησιμοποιείται σε ένα σχήμα ελέγχου της μηχανικής εμπέδησης μέσω κινηματικών εντολών (admittance controller), το οποίο με βάση μετρήσεων ή εκτιμήσεων των εξωτερικών δυνάμεων, παρέχει ενεργή υποχωρητικότητα σε αλληλεπιδράσεις του ρομπότ με το περιβάλλον.Επίσης, παρουσιάζεται μια προσέγγιση στην αντιμετώπιση του αντίστροφου διαφορικού κινηματικού προβλήματος των πλεονασματικών βραχιόνων, παρουσία περιορισμών των θέσεων των αρθρώσεων. Προτείνεται ένα σήμα προκαθορισμένης επίδοσης που εγγυάται την αποφυγή των ορίων των αρθρώσεων, το οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί και σε εφικτές και σε μη εφικτές εργασίες. Στην πρώτη περίπτωση, μπορεί να συνιστά μια ταχύτητα στο μηδενοχώρο για την πρωταρχική εργασία αντιστοίχισης ταχυτήτων, ενώ στην δεύτερη εγγυάται λύση στην προσέγγιση του στόχου, μεταβάλλοντας το προσχεδιασμένο μονοπάτι ή παράγοντας ένα εφικτό μονοπάτι σε περιπτώσεις που αρκετοί από τους υπάρχοντες αλγορίθμους αποτυγχάνουν. Επίσης, η διατριβή αυτή προτείνει ένα σήμα ροπών στις αρθρώσεις που εγγυάται την αποφυγή των ορίων των αρθρώσεων για πλεονασματικούς βραχίονες, το οποίο μπορεί να λειτουργεί παράλληλα με κάποιον παθητικό ελεγκτή προσέγγισης στόχων σε σχέση με την ακρίβεια της προσέγγισης των στόχων. Στην συγκεκριμένη δουλειά, το σήμα αυτό συνδυάζεται με έναν ελεγκτή προσέγγισης που χρησιμοποιεί την ανάστροφη Ιακωβιανή, μαζί με απόσβεση.Η σχεδίαση των ελεγκτών είναι βασισμένη στην μεθοδολογία προκαθορισμένης επίδοσης (Prescribed Performance - PPC). Η μεθοδολογία αυτή μας επιτρέπει να επιβάλλουμε συγκεκριμένες προδιαγραφές στην επίδοση του σήματος εξόδου άγνωστων συστημάτων, και σε κάποιες περιπτώσεις, χωρίς καν να χρησιμοποιούμε προσεγγιστικές μεθοδολογίες για να λάβουμε πληροφορία για την δυναμική του συστήματος.Οι προσομοιώσεις της συγκεκριμένης διατριβής έγιναν χρησιμοποιώντας ανθρωπομορφικούς βραχίονες των 5 βαθμών ελευθερίας και των 7 βαθμών ελευθερίας (KUKA LWR4+ 7dof manipulator), ενώ για τα πειράματα χρησιμοποιήθηκε ο βραχίονας 7 βαθμών ελευθερίας KUKA LWR4+. Τόσο οι προσομοιώσεις, όσο και τα πειράματα επαληθεύουν τις προσεγγίσεις και αποδεικνύουν την επίδοση των προτεινόμενων ελεγκτών.

show abstract

Desired model compensation-based position constrained control of robotic manipulators

et al. 2021

View full text Add to dashboard Cite

This work presents the design and the corresponding stability analysis of a desired model-based, joint position constrained, controller formulation for robotic manipulators. Specifically, provided that the initial joint position tracking error signal starts within some predefined region, the proposed controller ensures that the joint tracking error signal remains inside this region and approaches to zero asymptotically. Extensive numerical simulations and experimental studies performed on a two-link direct-drive planar robot are provided in order to illustrate the effectiveness and feasibility of the proposed controller.

show abstract

Robot task space PID type regulation with prescribed performance guaranties

Cited by 10 publications

References 6 publications

Regressor-free prescribed performance robot tracking

Regressor-free prescribed performance robot tracking

Control of reaching motions by redundant robot systems

Desired model compensation-based position constrained control of robotic manipulators

Contact Info

Product

Resources

About