Impedance Control on Redundant Manipulators With Zero-Potential-Energy Motions: Theory and Experimental Validation

控制理论(社会学) 冗余(工程) 阻抗控制 机器人 摄动(天文学) 电阻抗 笛卡尔坐标系 运动控制 数学 经典力学 计算机科学 物理 人工智能 控制(管理) 几何学 量子力学 操作系统
作者
Carlos Saldarriaga,Imin Kao
出处
期刊:Journal of Mechanisms and Robotics [ASM International]
卷期号:15 (5)
标识
DOI:10.1115/1.4055966
摘要

Abstract This article presents an experimental study with theory to identify quantitatively the zero-potential-energy (ZP) motion in Cartesian impedance control of redundant manipulators, based on a new analytical methodology. This ZP mode of motion, analogous to the rigid-body mode in classic mechanical systems, is a result of the redundancy of the robot. When subject to an external perturbation under impedance control, a redundant robot will assume a new equilibrium configuration determined by the ZP motion, governed by the least-energy principle. Consequently, this creates a steady-state deviation from its initial configuration after a perturbation and reaches a new equilibrium. We determine such ZP motion(s) by utilizing a closed-form solution based on vibration theory. Experiments were conducted on a 7-degrees-of-freedom (DoF) redundant Panda robot to determine the new equilibrium after a perturbation. The experimental results are compared with the theoretical prediction of the ZP motions to validate the theoretical results of the zero-potential-energy motions due to stiffness in impedance control. Furthermore, we demonstrated that the ZP motion due to redundancy can be eliminated by removing the redundancy through experimental validation by employing the null-space control, as expected.

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
乐观的猎豹完成签到,获得积分20
刚刚
黑黑黑完成签到,获得积分10
刚刚
隐形期待完成签到,获得积分10
1秒前
1秒前
1秒前
顾越完成签到,获得积分10
2秒前
mimilv发布了新的文献求助10
2秒前
shaishai发布了新的文献求助10
2秒前
2秒前
fog完成签到,获得积分10
2秒前
horizon完成签到,获得积分10
3秒前
nawfub323完成签到,获得积分10
3秒前
白木鸢发布了新的文献求助10
3秒前
田様应助龙行天下采纳,获得10
3秒前
科研小啪菜完成签到,获得积分10
3秒前
4秒前
Danielle完成签到,获得积分10
4秒前
面壁思过发布了新的文献求助10
5秒前
5秒前
shaishai完成签到,获得积分10
6秒前
7秒前
ZZY关闭了ZZY文献求助
8秒前
8秒前
jin完成签到 ,获得积分10
9秒前
依依发布了新的文献求助10
9秒前
憨憨哈完成签到,获得积分10
9秒前
马一凡完成签到,获得积分10
10秒前
cdercder应助钙帮弟子采纳,获得10
10秒前
10秒前
可爱的函函应助云哈哈采纳,获得10
11秒前
无情的山雁完成签到,获得积分10
11秒前
Kaden完成签到,获得积分10
12秒前
刚少kk完成签到,获得积分10
12秒前
hijuddy发布了新的文献求助10
12秒前
12秒前
jzh完成签到,获得积分10
12秒前
12秒前
顾矜应助菲菲采纳,获得10
12秒前
12秒前
叶子发布了新的文献求助10
13秒前
高分求助中
Principles of Economics, 11th Edition 10000
Prescott's Microbiology: 2026 Release ISE 10000
University Physics with Modern Physics, 16th edition 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
Environmental Leverage in Times of Climate Crisis: Product Standards, Carbon Border Measures and Preferential Trade Agreements 1000
Erwählung und Berufung bei Paulus: Bedeutung, Entwicklung und Funktion einer Vorstellung in ihrem frühjüdischen und griechisch-römischen Kontext 850
Matrix Methods in Data Mining and Pattern Recognition 510
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 内科学 物理 复合材料 催化作用 细胞生物学 无机化学 光电子学 物理化学 电极 基因
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 7206912
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8840320
关于积分的说明 18656087
捐赠科研通 6855911
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3181165
关于科研通互助平台的介绍 2340263
邀请新用户注册赠送积分活动 2155508