Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Optimal sliding control of mobile manipulators

Galicki M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2019

|

Vol. 67, nr 4

777-788

EN

The paper adresses optimal control problem of mobile manipulators. Dynamic equations of those mechanisms are assuemd herein to be uncertain. Moreover, unbounded disturbances act on the mobile manipulator whose end-effector tracks a desired (reference) trajectory given in a task (Certesian) space. A compytionally efficient class of two-stage cascaded (hierarchchical) control algotithms based on both the transpose Jacobian matrix and transpose actuation matrix, has been proposed. The offered control laws involve to kinds of non-singular terminal sliding mode (TSM) manifolds, which were also introduced in the paper. The proposed class of cooperating sub-controllers is shown to be finite time stable be fulfilment of practically reasonable assumptions. The performance of the proposed control strategies is illustated on an exemplary mobile manipulator whose end-effector tracks desired trajectory.

2

Optymalne sterowanie ślizgowe manipulatorów mobilnych

Galicki M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2018

|

z. 196

179--198

PL

W pracy zaprezentowano kinematycznie optymalny problem sterowania manipulatorami mobilnymi. Przyjęto, że zarówno równania dynamiki są niepewne oraz w czasie śledzenia trajektorii przez koniec efektora działają na manipulator mobilny (globalnie) nieograniczone zakłócenia. Zaproponowano obliczeniowo efektywną klasę hierarchicznych algorytmów sterowania opartą na transponowanej macierzy Jacobiego. Sterowniki wykorzystują wprowadzone w pracy dwie nieosobliwe terminalne rozmaitości ślizgowe zdefiniowane przez nieliniowe równania całkowe drugiego rzędu względem zadaniowych błędów śledzenia oraz pierwszego rzędu ze względu na zredukowane przyspieszenia manipulatora mobilnego. Stosując teorię stabilności Lapunowa wykazano, że zaproponowana klasa sterowników jest stabilna w skończonym czasie przy spełnieniu rozsądnych z praktycznego punktu widzenia założeń. Ocenę zaproponowanych sterowników zilustrowano przykładami obliczeniowymi śledzenia trajektorii referencyjnej przez koniec efektora manipulatora mobilnego w dwuwymiarowej przestrzeni zadaniowej wraz z równoczesną minimalizacją pewnej funkcji kryterialnej.

EN

The paper addresses kinematically optimal control problem of mobile manipulators. Both dynamic equations are assumed to be uncertain and unbounded disturbances act on the mobile manipulator whose end-effector tracks a reference trajectory given in a task space. A computationally efficient class of hierarchical control algorithms based on the transpose Jacobian matrix has been proposed. The offered control laws involve two kinds of non-singular terminal sliding manifolds, which were also inroduced in the paper.

3

Sterowanie pozycją i siłą manipulatora mobilnego

Mazur A., Kaczmarek M., Domski W.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2016

|

z. 195, t. 2

531--540

PL

W pracy zaprezentowano algorytm sterowania nieholonomicznym manipulatorem mobilnym z prostym ograniczeniem holonomicznym w postaci ograniczenia geometrycznego nałożonego na ramię robota. Przedstawiono matematyczny model manipulatora w różnych współrzędnych: uogólnionych, pomocniczych i linearyzujących oraz dynamikę zredukowaną układu. Zaproponowano pozycyjno-siłowy algorytm sterowania zmodyfikowany zarówno w części pozycyjnej, jak i siłowej. Obok rozważań teoretycznych przedstawiono także wyniki symulacyjne.

EN

The paper presents position-force control algorithm for nonholonomic mobile manipulator with simple holonomic constraint defined as geometric constraint on robot's joint. Mathematical model in generalized, auxiliary and linearizing coordinates was presented, as well as constrained dynamics of the robot. Control laws, both for position and force, which are modifications of previously developed ones, were proposed. Theoretical results were illustrated with simulations.

4

Rozszerzona metoda siły pozornej w sterowaniu manipulatorami mobilnymi na platformach sterowania poślizgowo

Domski W., Mazur A., Kaczmarek M., Cholewiński M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2016

|

z. 195, t. 2

519--530

PL

Prezentowany artykuł przedstawia wykorzystanie rozszerzonej metody siły pozornej dla manipulatora mobilnego składającego się z platformy sterowanej poślizgowo oraz sztywnego manipulatora 2R. Prezentowana praca jest rozszerzeniem wyników otrzymanych dla metody siły pozornej, która była już wcześniej przedstawiana. Zaprezentowano wyniki badań symulacyjnych dla zadania śledzenia trajektorii zadanej przez platformę SSMP oraz przez manipulator. Zastosowano różne konfiguracje ograniczeń nieholonomicznych w odniesieniu do braku poślizgu wzdłużnego kół platformy. W artykule przedstawiono dowód zbieżności algorytmu sterowania w oparciu o funkcję Lyapunova.

EN

The paper presents extended factitious force method for mobile manipulator which is a set of a skid-steering mobile platform and a 2R rigid manapulutor. Work presented in this paper is extension to the results optained from facitious force method. Simulation results were presented for a trajectory tracking task both for a mobile platform and for a manipulator. Different nonholonomic constrain configurations for platform's wheels in terms of longitudional slippage were used. Also a proof of covergence of the control algorithm based on Lyapunov function was presented.

5

Type synthesis, modelling and analysis of the manipulator for wheel-legged robot

Szrek J., Muraszkowski A., Sperzyński P.

Acta Mechanica et Automatica

|

2016

|

Vol. 10, no. 2

87--91

EN

The aim of this article is to present the concept of wheel-legged mobile manipulator, which is a combination of mobile platform with specially selected suspension system and a manipulator. First, a literature review was performed and own solution proposed. The kinematic structure of manipulator, selected simulation results, physical model and the concept of the control system has been presented. Geometry synthesis was used to design basic dimension. Structural synthesis was performed according to the intermediate chain method. Simulations were performed using the multibody dynamics simulation software. New approach in the field of the mobile manipulators was presented as a result.

6

Collision-Free Trajectory Planning for Mobile Manipulators Subject to Control Constraints

Pajak G., Pajak I.

Archive of Mechanical Engineering

|

2014

|

Vol. LXI, nr 1

35--55

EN

A method of planning collision-free trajectory for a mobile manipulator tracking a line section path is presented. The reference trajectory of a mobile platform is not needed, mechanical and control constraints are taken into account. The method is based on a penalty function approach and a redundancy resolution at the acceleration level. Nonholonomic constraints in a Pfaffian form are explicitly incorporated to the control algorithm. The problem is shown to be equivalent to some point-to-point control problem whose solution may be easier determined. The motion of the mobile manipulator is planned in order to maximise the manipulability measure, thus to avoid manipulator singularities. A computer example involving a mobile manipulator consisting of a nonholonomic platform (2,0) class and a 3 DOF RPR type holonomic manipulator operating in a three-dimensional task space is also presented.

PL

W pracy opisano tok postępowania podczas budowy modeli symulacyjnych z wykorzystaniem programu SolidWorks i Matlab/Simulink. Tworzenie modelu symulacyjnego przebiega etapami, to znaczy najpierw opracowywany jest model geometryczny w programie SolidWorks, następnie dzięki możliwości wymiany danych, model CAD jest implementowany w środowisku obliczeniowym Matlab/Simulink. Modele SimMechanics pozwalają na śledzenie wielu parametrów, np. trajektorii, prędkości, czy przyspieszeń dowolnych elementów układu złożonego. W pracy, jako przykłady modeli symulacyjnych opracowanych zgodnie z zaprezentowana metoda, pokazano modele laboratoryjnego żurawia samochodowego oraz żurawia leśnego. Modele te umożliwiają wizualizacje zadanego - za pomocą wymuszeń kinematycznych - cyklu pracy.

7

Motion planning for mobile surgery assistant

Pajak G., Pajak I.

Acta of Bioengineering and Biomechanics

|

2014

|

Vol. 16, no. 2

11--20

EN

The paper presents a method of motion planning for a mobile manipulator acting as a helper providing the necessary tools or a surgery assistant carrying out pre-planned procedures. Mobility of this system makes it possible to reach the position which will give optimal access to the operating field. The path of the end-effector, determined during operation pre-planning, is defined as a curve parameterized by any scaling parameter, the reference trajectory of a mobile platform is not needed. The motion of the mobile manipulator is planned in order to maximise the manipulability measure, thus to avoid manipulator singularities. The method is based on a penalty function approach and a redundancy resolution at the acceleration level. Constraints connected with the existence of mechanical limits for a given manipulator configuration, collision avoidance conditions and control constraints are considered. A computer example involving a mobile manipulator consisting of a nonholonomic platform (2,0) class and a 3 DOF RPR type holonomic manipulator operating in a three-dimensional task space is also presented.

8

Planning of collision-free trajectory for mobile manipulators

Pająk G.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2013

|

Vol. 18, no. 2

475--489

EN

A method of planning sub-optimal trajectory for a mobile manipulator working in the environment including obstacles is presented. The path of the end-effector is defined as a curve that can be parameterized by any scaling parameter, the reference trajectory of a mobile platform is not needed. Constraints connected with the existence of mechanical limits for a given manipulator configuration, collision avoidance conditions and control constraints are considered. The motion of the mobile manipulator is planned in order to maximize the manipulability measure, thus to avoid manipulator singularities. The method is based on a penalty function approach and a redundancy resolution at the acceleration level. A computer example involving a mobile manipulator consisting of a nonholonomic platform and a SCARA type holonomic manipulator operating in a two-dimensional task space is also presented.

9

Koncepcja siły pozornej w sterowaniu manipulatorów mobilnych poruszających się z poślizgiem kół

Mazur A., Cholewiński M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2012

|

z. 182, t. 2

427--438

PL

W pracy rozważono nieholonomiczny manipulator mobilny zbudowany w oparciu o platformę poruszającą się z poślizgiem kół. Przykładem takiego obiektu jest np. działo samobieżne lub czołg. Do sterowania takimi obiektami zastosowano koncepcję tzw. siły pozornej. Polega ona na przyjęciu założenia, że podczas procesu sterowania macierz wejściowa jest pełnego rzędu (ilość silników jest równa ilości zmiennych sterowanych), choć w praktyce jest prostokątna (istnieje deficyt sterowań). Nadmiarowy sygnał sterujący jest tożsamościowo równy zero, co generuje równanie uwikłane na trajektorie referencyjne w algorytmie.

EN

In the paper the nonholcnomic mobile manipulator using skid-steering platform has been considered. The concept of virtual force control is presented and discussed. Such concept assumes full rank of input matrix, describing relationship between controlled variables and number of actuators, which in reality is rectangular. The signal of the assumed additional actuator is equal to zero equivalently (because it does not exists in practice) but the invertibility of input matrix can be obtained. The equation of the implicit function generates the reference signals or reference trajectories in control algorithm.

10

Generating the controls for mobile manipulators subject to state constraints

Galicki M.

International Journal of Applied Mechanics and Engineering

|

2011

|

Vol. 16, no 4

989-1003

EN

This paper addresses the problem of position regulation at the control feed back level of a mobile manipulator. The task is subject to state equality and/or inequality constraints. Based on the Lyapunov stability theory, a class of asymptotically stable controllers fulfilling the above constraints and generating a singularity and collision free mobile manipulator trajectory, is proposed. The problem of singularity and collision avoidance enforcement is solved here based on an exterior penalty function approach which results in continuous and bounded mobile manipulator controls even near boundaries of obstacles. The numerical simulation results carried out for a mobile manipulator consisting of a nonholonomic unicycle and a holonomic manipulator of two revolute kinematic pairs, operating both in a two-dimensional unconstrained task space and task space including the obstacles, illustrate the performance of the proposed controllers.

11

Algorytmy sterowania do punktu dla nieholonomicznego manipulatora mobilnego typu (nh, nh)

Mazur A., Płaskonka J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2010

|

z. 175, t. 2

401-412

PL

Problematyka przedstawiona w artykule dotyczy wyboru algorytmów sterowania na poziomie kinematycznym, rozwiązujących zadanie osiągania ustalonej konfiguracji przez nieholonomiczny manipulator. Rozważono dwa algorytmy kinematyczne: algorytm Astolfiego, który jest algorytmem działającym w zamkniętej pętli sprzężenia zwrotnego, oraz algorytm wielomianowy Nakamury, Chunga i Sordalena, który działa w pętli otwartej. Przebadano zachowanie manipulatora mobilnego typu (nh,nh) w przypadku, gdy sterowanie częścią manipulacyjną odbywało się według obu wspomnianych algorytmów. Wyniki symulacyjne pokazały, że wpływ dynamiki na realizację zadania jest ogromny i jedynie algorytmy kinematyczne wykorzystujące sprzężenie zwrotne powinny być implementowane w praktyce.

EN

In the paper a problem of selection of kinematic control algorithm for nonholonomic manipulator has been considered. Two kinematic control algorithms - Astolfi algorithm (working in closed-loop) and Nakamura, Chung & Sordalen algorithm (working in open-loop of control) have been compared. Simulation results have shown that influence of dynamics on behavior of mobile manipulator of (nh,nh) type is huge. It means that only kinematic control algorithms using feedback in the control loop are enough robust to apply them in practical applications.

12

Sterowanie oparte na modelu dla nieholonomicznych manipulatorów mobilnych

Mazur A.

Prace Naukowe Instytutu Informatyki, Automatyki i Robotyki Politechniki Wrocławskiej. Monografie

|

2009

|

Vol. 31, Nr 107

3-166

PL

W monografii przedstawiono jednolite podejście pozwalające na znalezienie sterowania dla nieholonomicznych manipulatorów mobilnych w przypadku, gdy różne zadania podlegają dekompozycji na podzadania definiowane osobno dla każdego z systemów składowych, jakimi są kołowa platforma mobilna oraz ramię manipulacyjne zamontowane na tej platformie. Spośród czterech typów manipulatorów mobilnych rozważono tylko takie, w których kołowa platforma porusza się w sposób ściśle toczny, bez poślizgu i buksowania kół, a więc jest nieholonomiczna. Natomiast w przypadku manipulatora dopuszczono zarówno bezpośrednie napędy, jak i napędy nieholonomiczne. Równania ruchu układów nieholonomicznych zawierają równania ograniczeń, które muszą być spełnione w każdej chwili, oraz równania dynamiki, połączone w strukturę kaskadową. Z tego względu do projektowania sterowania dla różnych zadań zastosowano podejście, które wymaga jednoczesnego rozwiązywania równania ograniczeń i użycia otrzymanych rozwiązań do sterowania na poziomie dynamicznym. Jednym z częstych braków spotykanych w wielu pracach jest nieuwzględnianie błędów pochodzących z poziomu dynamiki i zakłócających działanie sterownika kinematycznego (układu rozwiązującego równania ograniczeń), który jest projektowany w przypadku idealnym, a więc bez wzięcia pod uwagę efektów dynamicznych, takich np. jak duża masa, czy bezwładność układu. W monografii przedstawiono takie rozwiązania dla wszystkich rozważanych zadań, w których wspomniane błędy zostały sprowadzone do zera. W przeciwnym razie nie można zagwarantować poprawnego działania układów sterowania podczas procesu regulacji. Proponowane w pracy algo rytmy sterowania działają poprawnie, co potwierdzają dowody zbieżności i badania symulacyjne. Przedstawione algorytmy sterowania obejmują większość zadań, jakie można sformułować dla każdego z podsystemów składowych nieholonomicznego manipulatora mobilnego: sterowanie do punktu, śledzenie trajektorii oraz śledzenie ścieżki. Metoda postępowania w każdym przypadku jest podobna: należy znaleźć algorytm kinematyczny zapewniający realizację zadania dla danego podukładu nieholonomicznego, a następnie wykorzystać otrzymane rozwiązanie do zaprojektowania sterowania na poziomie dynamicznym. Wybór jednego spośród zaprezentowanych algorytmów dynamicznych jest dowolny, jednak algorytm dysypatywny i uniwersalny mogą w prosty sposób zostać zmodyfikowane do postaci adaptacyjnej, stosowanej w przypadku parametrycznej niepewności co do modelu dynamiki. Sformułowanie problemu sterowania w tak ogólnej postaci pozwala również na realizację zadań mieszanych dla poszczególnych podsystemów, np. platforma może podążać do ustalonej konfiguracji, natomiast manipulator w tym samym czasie może śledzić zadaną trajektorię przegubową. Jedynym warunkiem wymaganym do poprawnej realizacji zadań jest użycie algorytmu kinematycznego posiadającego odpowiednie właściwości, na przykład funkcję Lapunowa gwarantującą globalną lub pólgłobalną asymptotyczną stabilność dla układu z zamkniętą pętlą sprzężenia zwrotnego. Prezentowane wyniki mogą być zastosowane w procesie sterowania nieholonomicz-nymi manipulatorami mobilnymi podczas realizacji wielu zadań, takich jak pobranie ładunku z ustalonego punktu przestrzeni roboczej, podążanie wzdłuż zadanej trajektorii w przestrzeni wewnętrznej lub zewnętrznej, rozładowywanie części ładunku podczas operacji transportowych itp.

EN

In the monograph a unified approach to the control synthesis for nonholonomic mobile manipulator has been presented. Different tasks designed for such an robotic object can be decomposed into subtasks defined separately for each subsystem of the complete mobile manipulator. In this work there are considered only two from four types of mobile manipulators, namely types for which mobile platform moves without any slippage of its wheels. However for rigid manipulating arm not only direct drive but nonholonomic drives designed by Nakamura, Chung and S0rdalen have been taken into considerations. In many works an influence of the dynamics on the solution to the purely mathematical, kinematic control has been neglected. It is not appropriate approach because large mass or inertia of the system can result in very big difference between real velocities of the object and reference velocities, which are the output signals from kinematic control level. In this book we have presented such method for solving the control problem that the mentioned errors coming from dynamical level while disturbing kinematic level converge to zero.Description of any nonholonomic system contains dynamics and constraint equations which can be treated as a cascade. For this reason a backstepping procedure to design a control law for whole nonholonomic mobile manipulator must be applied. Control algorithms presented in this book concern all tasks, which can be formulated for any subsystem of whole mobile manipulator: control to the constant configuration, trajectory tracking and following along a desired path. The method of control synthesis proposed in the monograph should be executed in two steps: design of kinematic controller (solution to strictly mathematical equations of nonholonomic constraints) and next design of dynamic controller (practical control algorithm acing on system with mass, inertia etc.).Presented method of control synthesis can find many applications, such as loading and unloading a payload during a transportation process, tracking of desired trajectory defined in joint space or in workspace etc.

13

On path following control of nonholonomic mobile manipulators

Mazur A., Szakiel D.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2009

|

Vol. 19, no 4

561-574

EN

This paper describes the problem of designing control laws for path following robots, including two types of nonholonomic mobile manipulators. Due to a cascade structure of the motion equation, a backstepping procedure is used to achieve motion along a desired path. The control algorithm consists of two simultaneously working controllers: the kinematic controller, solving motion constraints, and the dynamic controller, preserving an appropriate coordination between both subsystems of a mobile manipulator, i.e. the mobile platform and the manipulating arm. A description of the nonholonomic subsystem relative to the desired path using the Frenet parametrization is the basis for formulating the path following problem and designing a kinematic control algorithm. In turn, the dynamic control algorithm is a modification of a passivity-based controller. Theoretical deliberations are illustrated with simulations.

14

Zupełność algorytmu kinematyki odwrotnej typu jakobianu dołączonego dla manipulatorow mobilnych

Małek Ł.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2008

|

z. 166, t. 1

275-284

PL

Artykuł zawiera twierdzenie gwarantujące zupełność algorytmu jakobianu dołączonego dla manipulatorów mobilnych na podstawie zupełnosci tego algorytmu dla samej platformy mobilnej. W oparciu o to twierdzenie udowodniono zupełność algorytmu jakobianu dołączonego dla monocykla z manipulatorem pokładowym 2R. Wyniki teoretyczne zostały zilustrowane symulacjami komputerowymi.

EN

In this paper we present a proof of completeness of the adjoint Jacobian algorithm for mobile manipulators. Using this proof we show the completeness of the adjoint Jacobian algorithm for the unicycle and for the unicycle with the onboard 2R manipulator.

15

Śledzenie ścieżki dla manipulatorów mobilnych z platformą typu (2,0)

Mazur A., Szakiel D.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2008

|

z. 166, t. 2

439-452

PL

Śledzenie ścieżki dla manipulatorów mobilnych typu (nh, h) zostało zdekomponowane na śledzenie osobnych ścieżek dla każdego z podsystemów manipulatora mobilnego. Ponieważ platforma mobilna powinna poruszać się bez poślizgu kół, to ograniczenia nieholonomiczne pojawią się w modelu obiektu jako dodatkowe równania, czyli kinematyka. Aby podsystem nieholonomiczny spełniał ograniczenia podczas śledzenia ścieżki, należy użyć algorytmu kinematycznego Samsona, dedykowanego platformom klasy (2,0). Algorytm sterowania działający na poziomie dynamicznym jest modyfikacją algorytmu przedstawionego w [5].

EN

This paper has presented a solution to the path following problem for nonholonomic mobile manipulator of (nh, h) type. The control goal for the mobile platform was to follow along the desired flat curve without stopping the motion and the manipulator should move in such a way that its end-effector follows along the geometric path described in Cartesian coordinates and stops at the end of the desired path. As a kinematic control algorithm solving a task for the nonholonomic subsystem the Samson algorithm, dedicated platforms of (2,0) class, should be used. Dynamical control algorithm is a some modification of the algorithm introduced in [5].

16

Przybliżony jakobianowy algorytm kinematyki odwrotnej dla manipulatora mobilnego

Janiak M., Tchoń K.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2008

|

z. 166, t. 1

265-274

PL

W pracy rozważa się problem redukcji złożoności obliczeniowej jakobianowych algorytmów kinematyki odwrotnej dla manipulatorów mobilnych. Ograniczenie nakładów obliczeniowych niezbędnych na rozwiązanie zadania odwrotnego uzyskuje się poprzez zastąpienie dokładnej procedury obliczającej jakobian analityczny manipulatora mobilnego, procedurę wyznaczającą jego przybliżenie. Do aproksymacji jakobianu zastosowano formułę Broydena działającą według metody siecznych i zasady najmniejszej zmiany. Skuteczność algorytmu z aproksymacją jakobianu zilustrowano na przykładzie algorytmu jakobianu pseudoodwrotnego i manipulatora mobilnego typu samochód kinematyczny z zainstalowanym na pokładzie manipulatorem stacjonarnym o strukturze RTR.

EN

We study the problem of complexity reduction of inverse kinematics algorithms for mobile manipulators. For the problem solution we propose a Jacobian approximation procedure. We adopt Broyden's "good update formula" for the Jacobian approximation, based on the secant method and the least change principle. Performance of the algorithm has been illustrated with simulations on a kinematic car-type platform endowed with a 3-dof manipulator.

17

Powtarzalne jakobianowe algorytmy kinematyki odwrotnej

Tchoń K., Janiak M.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2008

|

z. 166, t. 1

255-264

PL

Przedmiotem pracy jest synteza powtarzalnych algorytmów kinematyki odwrotnej dla kinematyk redundantnych. Rozważane odwzorowania kinematyczne opisują manipulatory stacjonarne lub są skończenie wymiarowymi reprezentacjami kinematyki manipulatorów mobilnych. W pracy analizuje się dwie metody syntezy algorytmów powtarzalnych, przyjmując w obu przypadkach za punkt wyjścia algorytm typu jakobianu pseudoodwrotnego. Pierwsza metoda polega na uzupełnieniu tego algorytmu w taki sposób, by w rezultacie został spełniony warunek całkowalności stowarzyszonej dystrybucji. Druga metoda sprowadza się do skonstruowania algorytmu typu jakobianu rozszerzonego aproksymującego w sposób optymalny algorytm typu jakobianu pseudodowrotnego. W obu przypadkach algorytm powtarzalny uzyskuje się przez rozwiązanie pewnego cząstkowego równania różniczkowego. Procedurę syntezy algorytmów powtarzalnych zilustrowano w sposób analityczny i przy pomocy symulacji komputerowych na przykładzie manipulatora o trzech stopniach swobody.

EN

The paper addresses the synthesis problem of repeatable inverse kinematics algorithms for the redundant kinematics. The kinematic maps under consideration refer to either stationary manipulators or to finite dimensional representations of kinematics of mobile manipulators. Two synthesis methods are studied; both of them assume as a starting point the Jacobian pseudoinverse. Method 1 consists in completing the Jacobian pseudoinverse algorithm that results in the integrability of the associated distribution. Method 2 provides an extended Jacobian inverse kinematics algorithm approximating, in an optimal manner, the Jacobian pseudoinverse. In both cases the repeatable inverse kinematics algorithm is obtained as a solution of a certain partial differential equation. The synthesis procedure has been illustrated analytically and by computer simulations with an example of a 3 degree-of-freedom manipulator.

18

Podatnościowe i admitancyjne miary jakości manipulatorów mobilnych

Zadarnowska K.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika

|

2008

|

z. 166, t. 1

285-294

PL

Praca proponuje nowy sposób podejścia do definiowania miar jakości manipulatorów mobilnych. W ramach nowego schematu postępowania, wykorzystującego metodę endogenicznej przestrzeni konfiguracyjnej, kinematykę oraz dynamikę manipulatorów mobilnych reprezentuje się w postaci układu sterowania z funkcją wyjścia. Proponowane podejście respektuje zasadę analogii manipulatorów stacjonarnych i mobilnych oraz, w przeciwieństwie do metod tradycyjnych, łączy jakość działania układów robotycznych z własnością sterowalności ich reprezentacji. W pracy definiujemy dwa typy dynamicznych miar jakości manipulatorów mobilnych: podatnościowe oraz admitancyjne. W zakresie obu kategorii wprowadzamy lokalne i globalne wskaźniki jakości: zręczność, elipsoidę zręczności, mobilność, współczynnik uwarunkowania oraz dystorsje. Ilustracje wprowadzonych pojęć stanowi wyznaczenie optymalnych wzorców ruchu przykładowego robota mobilnego.

EN

In the paper, we propose a new, control theoretic methodology for defining performance measures of mobile manipulators. In frame of the endogenous configuration space approach, we assume that the kinematics and dynamics of a mobile manipulator are represented by the end point map of a control system with outputs. The methodology base on the analogy between the manipulator kinematics and the end point map of the mobile manipulator and between the manipulability matrix and the Gram matrix of a control system. In comparison to traditional approaches a novelty offered by the endogenous configuration space approach lies in connecting the performance of a mobile manipulator with controllability of its control theoretic representation. In the paper, we define two categories of dynamic performance measures: the compliance and the admittance measure. In both these categories, the following local and global performance indices are introduced: the agility, the agility ellipsoid, the mobility, the condition number and the distortion. The new concepts are demonstrated on the example of determining optimal motion patterns of a wheeled mobile robot.

19

A learning paradigm for motion control of mobile manipulators

Abdessemed F., Monacelli E., Benmahammed K.

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2006

|

Vol. 16, no 4

475-484

EN

Motion control of a mobile manipulator is discussed. The objective is to allow the end-effector to track a given trajectory in a fixed world frame. The motion of the platform and that of the manipulator are coordinated by a neural network which is a kind of graph designed from the kinematic model of the system. A learning paradigm is used to produce the required reference variables for each of the mobile platform and the robot manipulator for an overall coordinate behavior. Simulation results are presented to show the effectiveness of the proposed scheme.

20

Design of a novel control algorithm for a 6 D.O.F. mobile manipulator based on a robust observer

Bolandi H., Ehyaei A. F., Esmaeilzadeh A. M.

Control and Cybernetics

|

2005

|

Vol. 34, no 4

1057-1074

EN

In this paper a control algorithm based on a design technique named "Robust Damping Control" is introduced. A robust observer is further shown to overcome the problem of using velocity sensors that may degrade the system performance. The proposed controller uses only position measurements and is capable of disturbance rejection in the presence of unknown bounded disturbances without requiring the knowledge of its bound. Moreover, we propose an accurate and fast time integration method to solve the dynamic equations of the mobile manipulator system. The simulation results of a 6 D.O.F. mobile manipulator illustrate the effectiveness of the presented algorithm.