四旋翼操纵系统：基于DOb与FTRLS的鲁棒接触力估计与阻抗控制方案开发
机器人学
2024-09-06 v2
摘要
近年来，关于空中操纵系统的研究迅速增加。这些系统因其独特特性在广泛应用领域中极具吸引力。然而，此类系统的动力学、控制与操纵任务相当具有挑战性，因为它们天然不稳定、动力学非常快、具有强非线性、除外部扰动外还极易因携带负载而发生参数变化，并且具有复杂的逆运动学。此外，操纵任务要求估计(施加)末端执行器处的特定力以及其精确定位。因此，本文提出一种鲁棒力估计与阻抗控制方案以解决这些问题。鲁棒性基于扰动观测器(DOb)技术实现。随后，使用一种跟踪与性能低计算量线性控制器。出于遥操作目的，需要识别接触力。然而，当前开发的力估计技术存在局限，因为它们基于忽略某些动力学和/或需要环境接触指示器。与这些技术不同，我们提出一种基于DOb线性化能力与快速跟踪递归最小二乘(FTRLS)算法的技术。此类系统的复杂逆运动学问题通过基于雅可比的算法解决。给出了所提方案的稳定性分析。该算法经测试可实现任务空间参考轨迹的跟踪以及阻抗控制。所提技术的效率通过数值仿真得以阐明。
引用
@article{arxiv.1904.00008,
title = {Quadrotor Manipulation System: Development of a Robust Contact Force Estimation and Impedance Control Scheme Based on DOb and FTRLS},
author = {Ahmed Khalifa and Mohamed Fanni and Alaa Khalifa},
journal= {arXiv preprint arXiv:1904.00008},
year = {2024}
}