串联弹性驱动的被动实现：对象动力学与控制器动态对触觉渲染性能的影响
机器人学
2024-10-04 v3
摘要
我们引入闭环控制下串联（阻尼）弹性驱动（S(D)EA）的极小被动物理等效模型，以确定不同对象参数与控制器增益对系统闭环性能的影响，并有助于建立对被动性边界的直观理解。此外，我们显式推导了这些被动物理等效模型的可行条件，并将其与速度源阻抗控制（VSIC）下 S(D)EA 被动性的充要条件进行比较以建立其关系。借助被动物理等效模型，我们严格比较了不同对象动力学（如 SEA 与 SDEA）对系统性能的影响。我们证明被动物理等效模型使控制器增益的影响显式化，并建立了一种有效的阻抗分析自然手段。我们还表明被动物理等效模型通过强制同时且无偏地考虑（可能为负的）控制器增益与对象参数，促进了协同设计思维。我们展示了当与恰当设计的对象动力学耦合时负控制器增益的效用。最后，我们提供了理论结果的实验验证以及对 VSIC 下 S(D)EA 触觉渲染性能的特征刻画。
引用
@article{arxiv.2209.02505,
title = {Passive Realizations of Series Elastic Actuation: Effects of Plant and Controller Dynamics on Haptic Rendering Performance},
author = {Celal Umut Kenanoglu and Volkan Patoglu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.02505},
year = {2024}
}