面向具有非线性扰动力量的dVRK机械臂的可靠重力补偿控制策略
机器人学
2020-01-20 v1
摘要
da Vinci Research Kit (dVRK) 的主工具操纵器 (MTM) 中由非线性弹性电缆引起的外部扰动力，限制了现有重力补偿方法的使用。当 MTM 远离其辨识轨迹时，常观察到 MTM 尖端出现显著运动漂移，阻碍了这些方法在整个工作空间中的可靠使用。本文提出一个通用且系统的框架来解决 dVRK 的 MTM 重力补偿问题。特别地，采用高阶多项式模型来捕捉高度非线性的扰动力，并与多步最小二乘估计 (MLSE) 框架相集成。该方法使我们能够依次辨识各连杆的重力与扰动力参数，防止残差误差在质量分布不均的 MTM 连杆间传递。我们开发了相应的重力补偿控制器来补偿重力与扰动力。该方法在机械臂大部分工作空间中通过大量实验进行了验证，显示出相对于现有方法的显著性能提升。最后，一个用 MATLAB 和 C++ 编写的可交付软件包已集成到 dVRK 中，并在 dVRK 社区发布以供开源研究与开发。
引用
@article{arxiv.2001.06156,
title = {A Reliable Gravity Compensation Control Strategy for dVRK Robotic Arms With Nonlinear Disturbance Forces},
author = {Hongbin Lin and C. W. Vincent Hui and Yan Wang and Anton Deguet and Peter Kazanzides and K. W. Samuel Au},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.06156},
year = {2020}
}