From gymnastics to virtual nonholonomic constraints: energy injection, dissipation, and regulation for the acrobot

要約

この記事では、フィードバック制御によって強制できる機械システムの一般化された座標と運動量の間の関係である仮想非ホロノミック制約について研究します。
アクロロボットの体操の巨大な動きをエミュレートする制約を設計し、この制約が設計パラメータの符号に基づいてエネルギーを注入または散逸できることを証明します。
提案された制約は、シミュレーションと現実世界のアクロロボットでの実験の両方でテストされ、非常に効果的なエネルギー制御特性とさまざまな外乱に対する堅牢性が実証されています。

要約(オリジナル)

In this article we study virtual nonholonomic constraints, which are relations between the generalized coordinates and momenta of a mechanical system that can be enforced via feedback control. We design a constraint which emulates gymnastics giant motion in an acrobot, and prove that this constraint can inject or dissipate energy based on the sign of a design parameter. The proposed constraint is tested both in simulation and experimentally on a real-world acrobot, demonstrating highly effective energy regulation properties and robustness to a variety of disturbances.

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