基于用户示教的可变阻抗控制器条件化设计
机器人学
2024-10-28 v2
摘要
本文提出一种通过对可变阻抗控制器(VIC)描述中所涉参数进行离线整定,以确保其满足约束条件的方法。具体而言,我们证明了该方法在由示教学习(LfD)技术定义的项调制中的应用。这是通过评估有关安全性与性能的约束条件来实现的,这些条件包含启发式规则以及以线性矩阵不等式形式给出的约束。后者允许定义一个凸优化问题来分析其满足情况,并需要对VIC进行多胞体描述,在本例中通过其作为离散时间线性参数变化系统的表述获得。相较于当前最先进水平,该方法仅将示教学习技术所得的项定义限制为连续的且依赖于外生信号(即机器人的外部变量)。因此,利用解搜索方法,可根据评估准则获得最合适的一组参数。使用7自由度Kinova Gen3机械臂,针对放松条件下得到的方案进行了验证与比较。该方法被应用于生成用于滑轮皮带套环任务的可变阻抗控制器,其灵感来自2018年世界机器人峰会工业机器人大赛的装配挑战,以相对于标准(恒定)阻抗控制器降低所施加的力。此外,针对名义皮带套环任务设置的一次性修改,在无新示教情况下生成控制器,评估了方法的敏捷性。
引用
@article{arxiv.2209.10244,
title = {Condition-based Design of Variable Impedance Controllers from User Demonstrations},
author = {Alberto San-Miguel and Guillem Alenyà and Vicenç Puig},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.10244},
year = {2024}
}
备注
This work has been submitted to Elsevier Control Engineering Practice for possible publication