Distributed Motion Control of Multiple Mobile Manipulators for Reducing Interaction Wrench in Object Manipulation

要約

オブジェクトの実際の協同組合操作では、複数のモバイルマニピュレーターシステムが障害や非同期に悩まされ、過度の相互作用レンチにつながり、オブジェクトの損傷や緊急停止を引き起こす可能性があります。
多くの場合、既存の方法はトルク制御と動的モデルに依存していますが、これは多くの産業ロボットや設定では珍しいものです。
さらに、動的モデルはしばしば関節摩擦力を無視し、正確ではありません。
これらの方法は、物理システムで実装および検証するのが難しいです。
問題に対処するために、このペーパーでは、これらの不必要な相互作用レンチを減らすことを目的とした新しい分散モーション制御アプローチを提示します。
制御法は、実用的な適用性を高めるために、ローカル情報と共同速度制御に基づいています。
分散アーキテクチャ内の通信遅延が考慮されます。
制御法の安定性は、リアプノフ定理によって厳密に証明されています。
シミュレーションでは、有効性が示されており、通信グラフの接続と通信の遅延の影響が研究されています。
他の方法との比較は、収束速度と堅牢性の観点から提案された管理法の利点を示しています。
最後に、制御法は物理実験で検証されています。
動的モデリングやトルク制御は必要ありません。したがって、物理ロボットの方がユーザーフレンドリーです。

要約(オリジナル)

In real-world cooperative manipulation of objects, multiple mobile manipulator systems may suffer from disturbances and asynchrony, leading to excessive interaction wrenches and potentially causing object damage or emergency stops. Existing methods often rely on torque control and dynamic models, which are uncommon in many industrial robots and settings. Additionally, dynamic models often neglect joint friction forces and are not accurate. These methods are challenging to implement and validate in physical systems. To address the problems, this paper presents a novel distributed motion control approach aimed at reducing these unnecessary interaction wrenches. The control law is only based on local information and joint velocity control to enhance practical applicability. The communication delays within the distributed architecture are considered. The stability of the control law is rigorously proven by the Lyapunov theorem. In the simulations, the effectiveness is shown, and the impact of communication graph connectivity and communication delays has been studied. A comparison with other methods shows the advantages of the proposed control law in terms of convergence speed and robustness. Finally, the control law has been validated in physical experiments. It does not require dynamic modeling or torque control, and thus is more user-friendly for physical robots.

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