考虑冲击感知的任务空间二次规划控制
机器人学
2023-12-08 v6
摘要
机器人通常以近零相对速度在刚性表面建立接触。否则，冲击引起的能量会在机器人连杆中传播，并可能对硬件造成不可逆损坏。此外，任务空间接触速度与峰值冲击力的突变也会导致机器人关节速度与力矩的突变；这可能危及控制器的稳定性，尤其对于基于平滑模型的控制器。实际上，若干任务需要以中等偏高速度建立接触。我们提出增强以二次规划形式化的任务空间多目标控制器，使其对三维摩擦冲击具有韧性。我们设计新的约束并重构常规约束，以对上述突变的关节状态变化保持稳健。一旦最优控制搜索空间感知到：(1) 硬件可承受的冲击界限，以及 (2) 约束冲击后关键状态的解析可行集（多面体），冲击事件便成为受控过程。在目标接触点之前及附近，我们假设在每个控制周期，冲击将于下一次迭代发生。这种单步预览使我们的控制器对冲击时间与位置具有稳健性。为评估我们的方法，我们利用 Panda 机械臂实验验证其对中等冲击的韧性，并利用 HRP-4 人形机器人实现了快速抓取任务。
引用
@article{arxiv.2006.01987,
title = {Impact-Aware Task-Space Quadratic-Programming Control},
author = {Yuquan Wang and Niels Dehio and Arnaud Tanguy and Abderrahmane Kheddar},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.01987},
year = {2023}
}