Finite element methods have been successfully used to develop physics-based models of soft robots that capture the nonlinear dynamic behavior induced by continuous deformation. These high-fidelity models are therefore ideal for designing controllers for complex dynamic tasks such as trajectory optimization and trajectory tracking. However, finite element models are also typically very high-dimensional, which makes real-time control challenging. In this work we propose an approach for finite element model-based control of soft robots that leverages model order reduction techniques to significantly increase computational efficiency. In particular, a constrained optimal control problem is formulated based on a nonlinear reduced order finite element model and is solved via sequential convex programming. This approach is demonstrated through simulation of a cable-driven soft robot for a constrained trajectory tracking task, where a 9768-dimensional finite element model is used for controller design.


翻译:微量元素方法已被成功地用于开发基于物理的软机器人模型,以捕捉由连续变形引起的非线性动态行为。因此,这些高纤维模型是设计控制器以完成诸如轨迹优化和轨迹跟踪等复杂动态任务的理想模式。然而,有限元素模型通常也是非常高的维度模型,这使得实时控制具有挑战性。在这项工作中,我们提出了一个基于软机器人的有限元素模型控制方法,该方法利用模型减少命令技术大大提高计算效率。特别是,一个有限的最佳控制问题是根据非线性减序限定元素模型拟订的,并通过连续的盘旋编程解决。这个方法通过模拟由电缆驱动的软机器人来模拟一个受限制的轨迹跟踪任务,在控制器设计中使用了9768维的有限元素模型。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
42+阅读 · 2020年12月18日
Linux导论,Introduction to Linux,96页ppt
专知会员服务
78+阅读 · 2020年7月26日
【硬核书】群论,Group Theory,135页pdf
专知会员服务
125+阅读 · 2020年6月25日
Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
110+阅读 · 2020年5月15日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
59+阅读 · 2019年10月17日
强化学习最新教程,17页pdf
专知会员服务
174+阅读 · 2019年10月11日
【哈佛大学商学院课程Fall 2019】机器学习可解释性
专知会员服务
103+阅读 · 2019年10月9日
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
9+阅读 · 2019年8月9日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Arxiv
31+阅读 · 2020年9月21日
Arxiv
4+阅读 · 2018年4月9日
Arxiv
3+阅读 · 2015年5月16日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
分布式并行架构Ray介绍
CreateAMind
9+阅读 · 2019年8月9日
强化学习三篇论文 避免遗忘等
CreateAMind
19+阅读 · 2019年5月24日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
26+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
28+阅读 · 2019年5月18日
深度自进化聚类:Deep Self-Evolution Clustering
我爱读PAMI
15+阅读 · 2019年4月13日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
17+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
42+阅读 · 2019年1月3日
【论文】变分推断(Variational inference)的总结
机器学习研究会
39+阅读 · 2017年11月16日
【学习】Hierarchical Softmax
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年8月6日
强化学习族谱
CreateAMind
26+阅读 · 2017年8月2日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员