Loop Shaping of Hybrid Motion Control with Contact Transition

要約

出力変位フィードバックを備えた標準的な（硬い）モーション コントロールでは、柔らかい、つまり粘弾性のある材料に侵入したり、脆い材料や脆弱な材料に損傷を与えたりすることなく、環境との予期せぬ接触に対処できません。
触覚および触覚機能を備えたロボティクスおよびメカトロニクス、特に医療支援システムでは、安全で無害な接触移行を可能にする高度なモーション コントロール システムに特別な要求が課されます。
この論文では、ループ整形の基本原理を簡単に使用して、環境との接触時に再構成するセンサーフリーの動的拡張を備えた十分に硬いモーション制御を処理する方法を示します。
ハイブリッド制御方式を提案する。
開発されたアプローチの注目すべき特徴は、接触力の測定が必要なく、入力信号と測定された出力変位のみが制御設計と操作に使用される量であることです。
1DOF アクチュエータの実験シナリオでは、可動ツールが柔らかく、同時に貫通可能なブドウの果実に接触する場合が示されています。

要約(オリジナル)

A standard (stiff) motion control with output displacement feedback cannot handle unforeseen contact with environment without penetrating into soft, i.e. viscoelastic, materials or even damaging brittle or fragile materials. Robotics and mechatronics with tactile and haptic capabilities, and medical assistance systems in particular, place special demands on the advanced motion control systems that should enable safe and harmless contact transitions. This paper demonstrates how the fundamental principles of loop shaping can easily be used to handle the sufficiently stiff motion control with a sensor-free dynamic extension to reconfigure at contact with environment. Hybrid control scheme is proposed. Remarkable feature of the developed approach is that no measurement of the contact force is required and the input signal and measured output displacement are the only quantities used for control design and operation. Experimental scenarios for 1DOF actuator are shown where the moving tool comes into contact with grape fruits that are soft and penetrable at the same time.

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