面向安全攸关人机物理协作的自适应导纳控制
机器人学
2022-08-11 v1 系统与控制
系统与控制
摘要
物理人机协作要求严格的安全保障，因为机器人与人在共享工作空间中作业。本通讯提出了一种新颖的控制框架，用于处理人机物理交互中安全攸关的基于位置的约束。所提方法基于导纳控制、指数控制障碍函数（ECBFs）和二次规划（QP），以在人机力交互过程中实现柔顺性，同时保证安全约束。具体而言，导纳控制的表述被重写为二阶非线性控制系统，人与机器人之间的交互力被视为控制输入。利用ECBFs-QP框架作为外部人力的补偿器，为导纳控制实时提供虚拟力反馈。由此，所提自适应导纳控制方案推导出一条安全轨迹，供底层控制器跟踪。该方法的创新之处在于，即使在人的外力偶然迫使机器人违反约束的情况下，所提控制器也能使机器人以自然流畅的方式顺从人力而不违反任何安全约束。我们的方法在二连杆平面机械臂的仿真研究中得到了验证。
引用
@article{arxiv.2208.05061,
title = {Adaptive Admittance Control for Safety-Critical Physical Human Robot Collaboration},
author = {Yuzhu Sun and Mien Van and Stephen McIlvanna and Sean McLoone and Dariusz Ceglarek},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.05061},
year = {2022}
}