要約
速度源インピーダンス制御 (VSIC) の下でフォークト モデル、線形バネ、ヌル インピーダンスをレンダリングしながら、直列 (減衰) 弾性作動 (S(D)EA) の受動性の必要十分条件を確立します。
閉ループ制御下での S(D)EA の最小受動物理等価物を導入して、受動性限界の直観的な理解を確立し、システムの閉ループ性能に対するさまざまなプラント パラメーターとコントローラー ゲインの影響を強調します。
受動的な物理的等価物を通じて、システムのパフォーマンスに対するさまざまなプラントのダイナミクス (SEA や SDEA など) の影響を厳密に比較します。
我々は、受動的物理的等価物がコントローラーの効果を明確にし、効果的なインピーダンス解析のための自然な手段を確立することを実証します。
私たちは、コントローラーとプラント ダイナミクスを同時に考慮することで S(D)EA の共同設計を提唱し、適切に設計されたプラント ダイナミクスと併用した場合の負のコントローラー ゲインの有用性を実証します。
理論的結果の実験的検証と、VSIC での S(D)EA の触覚レンダリング パフォーマンスの特性評価を提供します。
要約(オリジナル)
We establish the necessary and sufficient conditions for the passivity of series (damped) elastic actuation (S(D)EA) while rendering Voigt models, linear springs, and the null impedance under velocity-sourced impedance control (VSIC). We introduce minimal passive physical equivalents for S(D)EA under closed-loop control to help establish an intuitive understanding of the passivity bounds and to highlight the effect of different plant parameters and controller gains on the closed-loop performance of the system. Through the passive physical equivalents, we rigorously compare the effect of different plant dynamics (e.g., SEA and SDEA) on the system performance. We demonstrate that passive physical equivalents make the effect of controllers explicit and establish a natural means for effective impedance analysis. We advocate for the co-design of S(D)EAs through simultaneous consideration of the controller and plant dynamics and demonstrate the usefulness of negative controller gains when used with properly designed plant dynamics. We provide experimental validations of our theoretical results and characterizations of the haptic rendering performance of S(D)EA under VSIC.
arxiv情報
| 著者 | Celal Umut Kenanoglu,Volkan Patoglu |
| 発行日 | 2023-07-11 21:05:28+00:00 |
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