An Experimental Study of Model-based Control for Planar Handed Shearing Auxetics Robots

要約

Handed Shearing Auxetics (HSA) に基づくパラレル ロボットは、特別に設計された設計されたメタマテリアルのおかげで、構造の完全な柔らかさを維持しながら、標準的な電気モーターを使用して複雑な動作を実装できます。
ただし、それらの制御は、変動し、それらが組み合わさった剛性、せん断、作動モデルの非アフィン項、および作動不足により特に困難です。
この論文では、タスク空間での制御を可能にする平面 HSA ロボットのモデルベースの制御戦略を紹介します。
運動方程式を定式化し、それらが併置された形式を許容することを示し、弾性力と重力を補償する P-satI-D フィードバック コントローラーを設計します。
提案された制御戦略を閉ループで実験的に特定し、検証します。

要約(オリジナル)

Parallel robots based on Handed Shearing Auxetics (HSAs) can implement complex motions using standard electric motors while maintaining the complete softness of the structure, thanks to specifically designed architected metamaterials. However, their control is especially challenging due to varying and coupled stiffness, shearing, non-affine terms in the actuation model, and underactuation. In this paper, we present a model-based control strategy for planar HSA robots enabling regulation in task space. We formulate equations of motion, show that they admit a collocated form, and design a P-satI-D feedback controller with compensation for elastic and gravitational forces. We experimentally identify and verify the proposed control strategy in closed loop.

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