闭环结构机器人系统的安全运动学控制扰动补偿
机器人学
2025-12-09 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
在商业机器人系统中，常见遇到不可修改的闭环内环扭矩控制器。然而，发送运动学命令（如位置或速度）供内环控制器跟踪的外环控制器通常对用户开放。本文聚焦于在外环层开发一种易于集成的附加器，结合扰动抑制控制和鲁棒控制屏障函数，以实现对整个动态系统的高性能跟踪和安全控制。这在以下情况下尤其有益：(1)内环控制器不完美、不可修改且不确定；(2)动态模型存在显著不确定性。本文提出了稳定性分析、形式安全保证证明以及使用 PUMA 机器人操作臂进行的硬件实验。我们的解决方案在实现简单性、鲁棒性、跟踪精度和安全性方面均优于当前最先进技术。视频: https://youtu.be/zw1tanvrV8Q
引用
@article{arxiv.2512.05292,
title = {Disturbance Compensation for Safe Kinematic Control of Robotic Systems with Closed Architecture},
author = {Fan Zhang and Jinfeng Chen and Joseph J. B. Mvogo Ahanda and Hanz Richter and Ge Lv and Bin Hu and Qin Lin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2512.05292},
year = {2025}
}
备注
Extended version of the paper submitted for publication. This document contains detailed mathematical derivations and additional experimental results omitted from the submission due to page constraints