Considerable attention has been given to controller designs that utilize the variable structure system theory in order to achieve robust tracking performance of robotic manipulators subjected to parameter variations and extraneous disturbances. However, the theory has not had wide spread acceptance in practical control engineering community due mainly to the worry of chattering which is inherently ever-existing in the variable structure system. This paper presents a novel type of fuzzy-sliding mode controller to alleviate the chattering problem. A sliding mode controller for robust robot control is firstly synthesized with an assumption that the imposed system uncertainties satisfy matching conditions so that certain deterministic performances can parameters and control rules are obtained from a relation between predetermined sliding surfaces and representative points in the error state space. A two degree-of-freedom robotic manipulator subjected to a variable payload and a torque disturbance is considered in order to demonstrate superior tracking performance accrued from the proposed methodology.
Robotic manipulators have become increasingly important in the field of flexible automation. High speed and high-precision trajectory tracking are indispensable capabilities for their versatile application. The need to meet demanding control requirement in increasingly complex dynamical control systems under significant uncertainties, leads toward design of intelligent manipulation robots. This paper presents a new approach to the design of neural control system using digital signal processors in order to improve the precision and robustness. The TMS32OC31 is used in implementing real time neural control to provide an enhanced motion control for robotic manipulators. In this control scheme, the networks introduced are neural nets with dynamic neurons, whose dynamics are distributed over all the, network nodes. The nets are trained by the distributed dynamic back propagation algorithm. The proposed neural network control scheme is simple in structure, fast in computation, and suitable for implementation of real-time, control. Performance of the neural controller is illustrated by simulation and experimental results for a SCARA robot.
This paper describes a novel navigation algorithm using a locomotion interface with two 6-DOF parallel robotic manipulators. The suggested novel navigation system can induce user's real walking and generate realistic visual feedback during navigation, using robotic manipulators. For realistic visual feedback, the virtual environment is designed with three components; 3D object modeler for buildings and terrains, scene manager and communication manager component. The walking velocity of the user is directly translated to VR actions for navigation. Finally, the functions of the RPC interface are utilized for each interaction mode. The suggested navigation system can allow a user to explore into various virtual terrains with real walking and realistic visual feedback.
In the control of the robotic manipulators, the variable structure control method for the get Point Regualation has a advantage of the insensitivity about parameter variations and disturbances. When the robotic manipulators are controlled by a point-to-point scheme, no path constraint is considered. Thus, the variable structure control method will be effectively applied only if the trajectory of the robot hand is estimated precisely. In this paper, the joint trajectories in the joint space and the hand trajectory in the cartesian space are calculated by the variable structure control method, and an algorithm is suggested to elaborate the deviation error of the robot hand from a straight line path. The result of this study will become a base of the effective path planning about robotic manipulators with the variable structure control concept.
Recently, the problem associated with the achievement of desired trajectories for non-linear robotic manipulatory systems are researched. The control system which is designed for this robot manipulator, poses a number of severe problem. The methods proposed to deal with the problem fall loosely into three main classes : "direct" "adaptive", "anthropomorphic". Besides there is an approach which is described based upon the application of optimal control theory. In this paper, using the optimal theory, we choose error-coordinate, between the desired trajectories and the practical as the state values, and determine the control law U which minimize a corresponding performance criterion. Let's consider the robotic arm proposed by Freund and set up the deviations of it's trajectory as a measure of performance. To find the optimal control law $U^*$ and the next state value which need to obtain $U^*$ here, we should introduced the conjugate gradient algorithm and the Runge Kutta method.
In this paper, a theoretical study is presented for the force control of a miniature robotic manipulator which is driven by a pair of piezo-electric bimorph cells. In the theoretical analysis, one finger is modeled as a flexible cantilevers with a force sensor at the tip and the finger is a solid beam. The robotic finger is used to hold the objects with different stiffness such as an iron block and a living insect and a moving objcet. So it is very important to develop an adequate controller for the holding operation of the finger. The main problems in force controlling are overdamping, overshoot and unknown environment(such as the stiffness of object and unknown plant parameters). So, the main target is propose the new fuzzy compensation for unknown environment and incease the system performance. The fuzzy compensation is implemented by using PI-type fuzzy approach to identified unknown environment. And the result of proposed controller was compared with the conventaional PID and optimal controller.
This paper presents the dynamic modeling and control methodology to arrest structural deflections of industrial robotic manipulators featuring elastic members retrofitted with surface bonded pizoelectric actuators and sensors. The cynamic modeling is accomplished by employing a variational theorem, prior to developing a finite element formulation. This finite element formulation accounts for both original robot member elements and also bonded piezoelectric material elements. The governing equation of motion is then modified by condensing the electric potential vectors and subsequently two different negative velocity feedback controllers are established; a constant-gain feedback controller and a constant- amplitude feedback controller. By adopting a Model P50 articulating industrial robot manufactured by Gerneral Electric Company, conputer simulations are underlaken in order to demonstrate superior performance characteristics to be accrued from this proposed methodology such as smaller deflections at the end-effector.
Kim, Hee-jin;Jang, Gi-won;Kim, Dong-ho;Han, Sung-hyun
한국산업융합학회 논문집
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제23권4_1호
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pp.549-558
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2020
We describe a new approach to real-time implementation of track record and trajectory control of robotic manipulator with eight joints based on monitoring simulator. Trajectory generator uses the kinematic equations of the arm to convert the task description into a series of set points for each of the joint control loops, while the joint controllers, with simple algorithms for just one joint can move at a fast sampling rate, guaranteeing a smooth motion. The proposed control scheme is robust, fast in computation, and suitable for real-time control. Moreover, this scheme does not require any accurate parameter information, nor values of manipulator parameters and payload. Reliability of the proposed technology is veriefied by monitoring simulation and experimental of robot manipulator for the smart factory with eight degrees of freedom.
The kinematics with the instantaneous motion and statics of a manipulator has generally been proven algebraically. The algebraic solutions give very simple and straightforward results but the solutions do not have any meaning in physics or geometry. Therefore it is not easy to extend the algebraic results to design or control a robotic manipulator efficiently. Recently, geometrical approach to define the instantaneous motion or static relation of a manipulator is popularly researched and the results have very strong advantages to have a physical insight in the solution. In this paper, the instantaneous motion and static relation of a planar manipulator are described by geometrical approach, specifically by an axis screw and a line screw. The mass center of a triangle with weight and a perpendicular distance between the two screws are useful geometric measures for geometric analysis. This study provides a geometric interpretation of the kinematics and statics of a planar manipulator, and the method can be applied to design or control procedure from the geometric information in the equations.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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