Flatness-based control in successive loops for robotic manipulators and autonomous vehicles

控制理论(社会学) 平坦度(宇宙学) 非线性系统 控制工程 非线性控制 控制系统 多元微积分 状态空间 欠驱动 李雅普诺夫函数 工程类 计算机科学 机器人 控制(管理) 数学 人工智能 统计 物理 电气工程 宇宙学 量子力学
作者
Gerasimos Rigatos,Masoud Abbaszadeh,Jorge Pomares,Patrice Wira,G. Cuccurullo
出处
期刊:International Journal of Systems Science [Taylor & Francis]
卷期号:55 (5): 954-979 被引量:1
标识
DOI:10.1080/00207721.2023.2301040
摘要

The control problem for the multivariable and nonlinear dynamics of robotic manipulators and autonomous vehicles is solved with the use of a flatness-based control approach which is implemented in successive loops. The state-space model of these robotic systems is separated into two subsystems, which are connected between them in cascading loops. Each one of these subsystems can be viewed independently as a differentially flat system and control about it can be performed with inversion of its dynamics as in the case of input–output linearised flat systems. The state variables of the second subsystem become virtual control inputs for the first subsystem. In turn, exogenous control inputs are applied to the first subsystem. The whole control method is implemented in two successive loops and its global stability properties are also proven through Lyapunov stability analysis. The validity of the control method is confirmed in two case studies: (a) control of a 3-DOF industrial rigid-link robotic manipulator and (b) control of a 3-DOF autonomous underwater vessel. The novel control method can simplify significantly the solution of the nonlinear control problem for robotic manipulators and vehicles. Unlike global linearisation-based control schemes, the proposed flatness-based method in successive loops does not need any changes in state variables of complicated state-space model transformations.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
Jasper应助小鱼儿采纳,获得10
1秒前
2秒前
2秒前
2秒前
3秒前
3秒前
英俊的铭应助阿迦采纳,获得10
4秒前
4秒前
5秒前
wd12bill发布了新的文献求助10
7秒前
sunshine发布了新的文献求助10
7秒前
王子熙发布了新的文献求助10
8秒前
一禅发布了新的文献求助10
8秒前
Rainyin发布了新的文献求助20
8秒前
英姑应助畅快滑板采纳,获得10
9秒前
MOD发布了新的文献求助30
9秒前
小魏哥发布了新的文献求助10
9秒前
张张发布了新的文献求助30
10秒前
开放忆曼完成签到,获得积分20
11秒前
12秒前
QYQ完成签到 ,获得积分10
12秒前
爱听歌的冷安完成签到,获得积分10
12秒前
WSYang完成签到,获得积分0
12秒前
周国强发布了新的文献求助10
12秒前
序雪轩阳发布了新的文献求助30
12秒前
慕山完成签到 ,获得积分10
13秒前
英姑应助sunshine采纳,获得10
17秒前
yinlu发布了新的文献求助10
18秒前
18秒前
18秒前
hxj发布了新的文献求助10
20秒前
21秒前
Sene发布了新的文献求助10
22秒前
23秒前
秦桂敏发布了新的文献求助10
24秒前
sunshine完成签到,获得积分10
25秒前
hhhh发布了新的文献求助10
26秒前
DKC_carrot发布了新的文献求助10
26秒前
26秒前
嗒嗒发布了新的文献求助10
27秒前
高分求助中
Clinical Epidemiology: The Essentials, 6e 10000
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
The Graphene Handbook (2019 Edition) 800
Adhesion Science: Principles & Practice 800
Signals, Systems, and Signal Processing 610
Fundamentals of Pharmaceutical and Biologics Regulations: A Global Perspective, Second Edition 600
The Immune System (Fifth Edition) 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6568285
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8347859
关于积分的说明 17885375
捐赠科研通 5695393
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2944099
邀请新用户注册赠送积分活动 1920008
关于科研通互助平台的介绍 1796063