This paper presents on approach to the position control of a robot manipulator by using a decentralized adaptive control scheme. The large scale system is regarded as the system which consists of many subsystems having interconnection. In each subsystem, a local control system is composed by feedforward and feedback component, one computes the nominal torque from the Newton-Euler equation, the other computes the perturbation equation which reduce the position error of the manipulator along the nominal trajectory. A computer simulation studies was conducted to evaluate and compare the performances of the proposed manipulator control scheme with those of the PD control and centralized control schemes.
This paper describes position and force hybrid control for a robot manipulator with artificial rubber muscle actuators. The controller using two control laws such as PID control and fuzzy logic control methods is designed. This paper concludes to show the effectiveness of the proposed controller by some experiments for a two-link manipulator.
This paper proposes tip position control system which uses a visual marker to determine the tip position of a robot manipulator. The main idea of this paper is to introduce visual marker for the tracking control of a robot manipulator. Existing researches utilize stationary markers to get pattern information from them. Unlike existing researches, we introduce visual markers to get the coordinates of them in addition to their pattern information. Markers need not be stationary and the extracted coordinate of markers are used as a reference trajectory for the tracking control of a robot manipulator. To build the proposed control scheme, we first obtain intrinsic parameters through camera calibration and evaluate their validity. Secondly, we present a procedure to obtain the relative coordinate of a visual marker with respect to a camera. Thirdly, we derive the equation for the kinematics of the SCORBOTER 4pc manipulator which we use for control of manipulator. Also, we provide a flow diagram of entire visual marker tracking system. The feasibility of the proposed scheme will be demonstrated through real experiments.
In order to not only perform as a extreme model under the severe operating condition but also acquire more diverse and advanced control capability utilizing high compliance, active vibration control of a flexible 2-link robot manipulator are investigated. Multi variable-structured frequency shaped optimal sliding mode is proposed for the flexible robot manipulator like control system, whose control variables, an angular motion of joint and vibration of flexible link, have to be controlled simultaneously by one control torque at a driving joint. The control system is divided into two subsystems, a control input related subsystem and an added subsystem. The proposed sliding mode, composed of multi control variables, makes optimized relation between subsystems and a individual control input, thus, the sliding mode controller can compensate whole dynamics of each subsystems simultaneously. And the possibility and effectiveness are verified by vibration control of a manipulator having two flexible links. Simulation and experiment results show that the proposed control scheme achieves the purpose effectively.
In this paper, we propose a tracking control method for a quadrotor equipped with a 2-DOF manipulator, which is based on the multiple sliding surface control (MSSC) method. To derive the model of a quadrotor equipped with a 2-DOF manipulator, we obtain the models of a quadrotor and a 2-DOF manipulator based on the Lagrange-Euler formulation separately - and include the inertia and the reactive torque generated by a manipulator when these obtained models are combined. To make a quadrotor equipped with a manipulator track the desired path, we design a double-loop controller. The desired position is converted into the desired angular position in the outer controller and the system's angle tracks the desired angular position through the inner controller based on the MSSC method. We prove that the position-tracking error asymptotically converges to zero based on the Lyapunov stability theory. Finally, we demonstrate the effectiveness of the proposed control system through a computer simulation.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제6권5호
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pp.677-688
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2008
In this paper, the general problem of impedance control for a robotic manipulator with a moving flexible base is addressed. Impedance control imposes a relation between force and displacement at the contact point with the environment. The concept of impedance control of flexible base mobile manipulator is rather new and is being considered for first time using singular perturbation and new sliding mode control methods by authors. Initially slow and fast dynamics of robot are decoupled using singular perturbation method. Slow dynamics represents the dynamics of the manipulator with rigid base. Fast dynamics is the equivalent effect of the flexibility in the base. Then, using sliding mode control method, an impedance control law is derived for the slow dynamics. The asymptotic stability of the overall system is guaranteed using a combined control law comprising the impedance control law and a feedback control law for the fast dynamics. As first time, base flexibility was analyzed accurately in this paper for flexible base moving manipulator (FBMM). General dynamic decoupling, whole system stability guarantee and new composed robust control method were proposed. This proposed Sliding Mode Impedance Control Method (SMIC) was simulated for two FBMM models. First model is a simple FBMM composed of a 2 DOFs planar manipulator and a single DOF moving base with flexibility in between. Second FBMM model is a complete advanced 10 DOF FBMM composed of a 4 DOF manipulator and a 6 DOF moving base with flexibility. This controller provides desired position/force control accurately with satisfactory damped vibrations especially at the point of contact. This is the first time that SMIC was addressed for FBMM.
In this paper, a novel vibration control scheme for a single-link flexible manipulator system without using a vibration feedback sensor is proposed. In order to achieve the vibration information of the flexible link, a reaction moment estimator based on the dynamic characteristics of the flexible manipulator is proposed. While the manipulator is maneuvering the reaction moment is reciprocally acting on the flexible link and the hub inertia due to the vibration of the link. A sliding mode controller based on the equivalent rigid body dynamics corresponding to the proposed flexible manipulator is then augmented with the reaction moment estimator to realize a decentralized control system. The reaction moment estimator is implemented via the first order low pass filter. The performance of the proposed control scheme is verified by computer simulation and experiment.
In this paper, it is presented an adaptive robust control system to implement real-time control of a robot manipulator. There are Quantitative or qualitative differences between a real robot manipulator and a robot modeling. In order to compensate these differences, uncertain factors are added to a robot modeling. The uncertain factors come from imperfect knowledge of system parameters, payload change, friction, external disturbance, etc. Also, uncertainty is often nonlinear and time-varying. In the proceeding work, we proposed a class of robust control of a robot manipulator and provided the stability analysis. In the work, we propose a class of adaptive robust control of robot manipulator with bound estimation. Through experiments, the proposed adaptive robust control scheme is proved to be an efficient control technique for real-time control of a robot system using DSP.
Since the world has changed to a society of 21st century high-tech industries, the modern people have become reluctant to work in a difficult and dirty environment. Therefore, unmanned technologies through robots are being demanded. Now days, effects such as voice, control, obstacle avoidance are being suggested, and especially, voice recognition technique that enables convenient interaction between human and machines is very important. In this study, in order to conduct study on the stable motion control of the robot system that has mobile-manipulator structure and is voice command-based, kinetic interpretation and dynamic modeling of two-armed manipulator and three-wheel mobile robot were conducted. In addition, autonomous driving of three-wheel mobile robot and motion control system of two-armed manipulator were designed, and combined robot control through voice command was conducted. For the performance experiment method, driving control and simulation mock experiment of manipulator that has two-armed structure was conducted, and for experiment of combined robot motion control which is voice command-based, through driving control, motion control of two-armed manipulator, and combined control based on voice command, experiment on stable motion control of voice command-based robot system that has mobile-manipulator structure was verified.
International Journal of Control, Automation, and Systems
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제5권5호
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pp.559-569
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2007
In this paper, the dynamic controller design problem of a redundant planar 2-dof parallel manipulator is studied. Using the Euler-Lagrange equation, we formulate the dynamic model of the parallel manipulator in the joint space and propose an augmented PD controller with forward dynamic compensation for the parallel manipulator. By formulating the controller in the joint space, we eliminate the complex computation of the Jacobian matrix of joint angles with end-effector coordinate. So with less computation, our controller is easier to implement, and a shorter sampling period can be achieved, which makes the controller more suitable for high-speed motion control. Furthermore, with the combination of static friction model and viscous friction model, the active joint friction of the parallel manipulator is studied and compensated in the controller. Based on the dynamic parameters of the parallel manipulator evaluated by direct measurement and identification, motion control experiments are implemented. With the experiments, the validity of the dynamic model is proved and the performance of the controller is evaluated. Experiment results show that, with forward dynamic compensation, the augmented PD controller can improve the tracking performance of the parallel manipulator over the simple PD controller.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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