In this paper, a vision-based robust controller for tracking the desired trajectory a robot manipulator is proposed. The trajectory is generated to move the feature point into the desired position which the robot follows to reach to the desired position. To compensate the parametric uncertainties of the robot manipulator which contain in the control input, the robust controller is proposed. In addition, if there are uncertainties in the Jacobian, to compensate it, a vision-based robust controller which has control input is proposed as well in this paper. The stability of the closed-loop system is shown by Lyapunov method. The performance of the proposed method is demonstrated by simulations and experiments on a two degree of freedom 5-link robot manipulators.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.21
no.12
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pp.1160-1166
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2015
This paper proposes a decentralized robust adaptive control scheme for robot manipulators with input torque saturation in the presence of uncertainties. The control system should consider the practical problems that the controller gain coefficients of each joint may be nonlinear time-varying and the input torques applied at each joint are saturated. The proposed robot controller overcomes the various uncertainties and the input saturation problem. The proposed controller is comparatively simple and has no robot model parameters. The proposed controller is adjusted by the adaptation laws and the stability of the control system is guaranteed by the Lyapunov function analysis. Simulation results show the validity and robustness of the proposed control scheme.
Proceedings of the Korean Society of Precision Engineering Conference
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2001.04a
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pp.259-262
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2001
An improved robust hybrid control law is proposed. This law used the separated bounding function and the stiffness bound. It satisfied the performance though we don't know precise information of contact environments. It guarantees the practical stability in sense of Lyapunov. Simulation was performed to validate this law using a four-axis SCARA type robot manipulator.
In this paper, a robust fault-tolerant control scheme for robot manipulators overcoming actuator failures is presented. The joint(or actuator) fault considered in this paper is the free-swinging joint failure and causes the loss of torque on a joint. The presented fault-tolerant control framework includes a normal control with normal(non-failed) operation, a fault detection and a fault-tolerant control to achieve task completion. For both no uncertainty case and uncertainty case, a stable normal con-troller and an on-line fault detection scheme are presented. After the detection and identification of joint failures, the robot manipulator becomes the underactuated robot system with failed actuators. A robust adaptive control scheme of robot manipulators with the detected failed-actuators using the brakes equipped at the failed(passive) joints is proposed in the presence of parametric uncertainty and external disturbances. To illustrate the feasibility and validity of the proposed fault-tolerant control scheme, simulation results for a three-link planar robot arm with a failed joint are presented.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.4
no.4
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pp.479-486
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1998
In this paper, the design and the implementation of a robust adaptive controller for trajectory tracking of robot manipulator is presented. The proposed control scheme ensures that tracking errors are converged to some boundaries in the presence of a state-dependent input disturbances as well as the ideal case without any prior knowledge of the robot manipulator parameters. The 3 DOF robot manipulator including actuator dynamics is used for the implementation of the proposed control scheme. The experimental results show that the proposed control scheme is valid for trajectory tracking of the robot manipulator.
A robust control intended for a nonholonomic mobile robot is considered to guarantee good tracking a desired trajectory. The main drawbacks of the mobile robot model are the existence of nonholonomic constraints, uncertain system parameters and un-modeled dynamics. in order to overcome these drawbacks, we propose a robust control based on Lyapunov theory associated with sliding-mode control, this solution shows good robustness with respect to parameter variations, measurement errors, noise and guarantees position and velocity tracking. The global asymptotic stability of the overall system is proven theoretically. The simulation results largely confirm the effectiveness of the proposed control.
The adaptive control and the robust control have been considered as the most influential methods for robotic motion control. The purpose of this paper is to compare control performance between these two strategies in unconstrained motion control of robot manipulator. In order to compare control performance properly, intensive experiments are required and only then can conclusions be drawn on the relative merit and demerit of the controllers. Firstly, the control algorithms for unconstrained motion control are summarized. In adaptive control, the controllers that have been proposed so far are classified according to the signals used for the computed control input. It enables rather easier to compare controller is examined to demonstrate control performance of robust controllers. Finally, the above two approaches, the adaptive and the robust are compared from the view-point of robustness to plant uncertainty, which is one of the most demanding properties in robot motion control.
Unlike normal wheels, the Mecanum wheel enables omni-directional movement regardless of the orientation of a mobile robot. In this paper, a robust trajectory tracking control method is developed based on the dynamic model of the Mecanum wheel mobile robot in order that the mobile robot can move along the given path in the environment with disturbance. The method is designed using the impedance control to make the mobile robot to track the path, and the integral sliding mode control for robustness to disturbance. The good performance of the proposed method is verified using the MATLAB /Simulink simulation and also through the experiment on an actual Mecanum wheel mobile robot. In both the simulation and the experimentation, we make the mobile robot move along a reference trajectory while maintaining the robot's orientation at a constant angle to see the characteristics of the Mecanum wheel.
Journal of Institute of Control, Robotics and Systems
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v.15
no.1
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pp.72-81
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2009
This paper presents a robust adaptive control method using model reference control strategy against autonomous robot systems with random friction nature. We approximate a nonlinear robot system model by means of a feedback linearization approach to derive nominal control law. We construct a Least Square (LS) based observer to estimate friction dynamics online and then represent a perturbed system model with respect to approximation error between an actual friction and its estimation. Model reference based control design is achieved to implement an auxiliary control in order for reducing control error in practice due to system perturbation. Additionally, we conduct theoretical study to demonstrate stability of the perturbed system model through Lyapunov theory. Numerical simulation is carried out for evaluating the proposed control methodology and demonstrating its superiority by comparing it to a traditional nominal control method.
The Transactions of the Korean Institute of Electrical Engineers
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v.45
no.4
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pp.590-595
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1996
The robust control technique is generally the iterative design method to determine a robust control for perturbed system with prescribed range of perturbation based on the robust stability measure. However, robot manipulator has the structured pertubation and the unstructured one. This paper proposes the robust technique for designing controller such that the trajectory of end-effector of robot manipulator tracks asymptotically the desired trajectory for all allowable variations in the manipulator's parameter. For satisfying asymptotical stability though we can not know the bound of perturbations and the parameter variations, the relation between the unknown parameter and the parameter of nominal system can be derived from Krasovskii theorem and we construct the new robust control using that relation. (author). 12 refs., 6 figs.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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