In commercial robotic systems, it is common to encounter a closed inner-loop torque controller that is not user-modifiable. However, the outer-loop controller, which sends kinematic commands such as position or velocity for the inner-loop controller to track, is typically exposed to users. In this work, we focus on the development of an easily integrated add-on at the outer-loop layer by combining disturbance rejection control and robust control barrier function for high-performance tracking and safe control of the whole dynamic system of an industrial manipulator. This is particularly beneficial when 1) the inner-loop controller is imperfect, unmodifiable, and uncertain; and 2) the dynamic model exhibits significant uncertainty. Stability analysis, formal safety guarantee proof, and hardware experiments with a PUMA robotic manipulator are presented. Our solution demonstrates superior performance in terms of simplicity of implementation, robustness, tracking precision, and safety compared to the state of the art. Video: https://youtu.be/zw1tanvrV8Q


翻译:在商用机器人系统中,通常存在用户无法修改的封闭内环力矩控制器。然而,外环控制器(向內环控制器发送位置或速度等运动学指令以进行跟踪)通常对用户开放。本研究通过结合扰动抑制控制与鲁棒控制屏障函数,专注于在外环层面开发一种易于集成的附加模块,以实现工业机械臂完整动力学系统的高性能跟踪与安全控制。该方法在以下两种情况下尤为有益:1)内环控制器存在缺陷、不可修改且具有不确定性;2)动力学模型表现出显著不确定性。本文提供了稳定性分析、形式化安全保证证明,以及基于PUMA机械臂的硬件实验。与现有技术相比,我们的解决方案在实现简易性、鲁棒性、跟踪精度和安全性方面均表现出优越性能。视频:https://youtu.be/zw1tanvrV8Q

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
163+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
43+阅读 · 2019年1月3日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
46+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员