[article] in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 1 (Mars 2006) . - 142-151 p. | Titre : | Control of Closed Kinematic Chains Using a Singularly Perturbed Dynamics Model | | Titre original : | Commande des Chaînes Cinématiques Fermées en Utilisant un Modèle Singulièrement Perturbé de Dynamique | | Type de document : | texte imprimé | | Auteurs : | Wang, Zhiyong, Auteur ; Ghorbel, Fathi H., Auteur | | Article en page(s) : | 142-151 p. | | Note générale : | Génie Mécanique | | Langues : | Anglais (eng) | | Mots-clés : | Chaine cinématique fermée Modèle de convention singulière Equation algébrique différentielle et non-linéaire Lyapunov Système de boucle bloquée Cheminement asymptotique Simulation Robot planaire | | Index. décimale : | 629.8 | | Résumé : | In this paper, we propose a novel approach to the control of closed kinematic chains (CKCs). This method is based on a recently developed singularly perturbed model for CKCs. Conventionally, the dynamics of CKCs are described by differential-algebraic equations (DAEs). Our approach transfers the control of the original DAE system to the control of an artificially created singularly perturbed system in which the slow dynamics corresponds to the original DAE when the perturbation parameter tends to zero. Compared to control schemes that rely on solving nonlinear algebraic constraint equations, the proposed method uses an ordinary differential equation (ODE) solver to obtain the dependent coordinates, hence, eliminates the need for Newton-type iterations and is amenable to real-time implementation. The composite Lyapunov function method is used to show that the closed-loop system, when controlled by typical open kinematic chain schemes, achieves asymptotic trajectory tracking. Simulations and experimental results on a parallel robot, the Rice planar Delta robot, are also presented to illustrate the efficacy of our method.
En cet article, nous proposons une approche de roman à la commande des chaînes cinématiques fermées (CKCs). Cette méthode est basée sur un modèle par convention singulièrement perturbé récemment développé pour CKCs., la dynamique de CKCs sont décrites par des équations algébriques différentielles (DAEs). Notre approche transfère la commande du système original de DAE à la commande d'un système singulièrement perturbé artificiellement créé dans lequel la dynamique lente correspond au DAE original quand le paramètre de perturbation tend à zéro. Comparé aux arrangements de commande qui se fondent sur résoudre des équations algébriques non-linéaires de contrainte, la méthode proposée emploie un solutionneur ordinaire d'équation (ODE) pour obtenir les coordonnées dépendantes, par conséquent, élimine le besoin de type itérations de newton et est favorable à l'exécution en temps réel. La méthode composée de fonction de Lyapunov est employée pour prouver que le système de boucle bloquée, une fois commandé par des arrangements à chaînes cinématiques ouverts typiques, réalise le cheminement asymptotique de trajectoire. Des simulations et les résultats expérimentaux sur un robot parallèle, le robot planaire de delta de riz, sont également présentés pour illustrer l'efficacité de notre méthode. | | En ligne : | ghorbel@rice.edu |
[article] Control of Closed Kinematic Chains Using a Singularly Perturbed Dynamics Model = Commande des Chaînes Cinématiques Fermées en Utilisant un Modèle Singulièrement Perturbé de Dynamique [texte imprimé] / Wang, Zhiyong, Auteur ; Ghorbel, Fathi H., Auteur . - 142-151 p. Génie Mécanique Langues : Anglais ( eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 128 N° 1 (Mars 2006) . - 142-151 p. | Mots-clés : | Chaine cinématique fermée Modèle de convention singulière Equation algébrique différentielle et non-linéaire Lyapunov Système de boucle bloquée Cheminement asymptotique Simulation Robot planaire | | Index. décimale : | 629.8 | | Résumé : | In this paper, we propose a novel approach to the control of closed kinematic chains (CKCs). This method is based on a recently developed singularly perturbed model for CKCs. Conventionally, the dynamics of CKCs are described by differential-algebraic equations (DAEs). Our approach transfers the control of the original DAE system to the control of an artificially created singularly perturbed system in which the slow dynamics corresponds to the original DAE when the perturbation parameter tends to zero. Compared to control schemes that rely on solving nonlinear algebraic constraint equations, the proposed method uses an ordinary differential equation (ODE) solver to obtain the dependent coordinates, hence, eliminates the need for Newton-type iterations and is amenable to real-time implementation. The composite Lyapunov function method is used to show that the closed-loop system, when controlled by typical open kinematic chain schemes, achieves asymptotic trajectory tracking. Simulations and experimental results on a parallel robot, the Rice planar Delta robot, are also presented to illustrate the efficacy of our method.
En cet article, nous proposons une approche de roman à la commande des chaînes cinématiques fermées (CKCs). Cette méthode est basée sur un modèle par convention singulièrement perturbé récemment développé pour CKCs., la dynamique de CKCs sont décrites par des équations algébriques différentielles (DAEs). Notre approche transfère la commande du système original de DAE à la commande d'un système singulièrement perturbé artificiellement créé dans lequel la dynamique lente correspond au DAE original quand le paramètre de perturbation tend à zéro. Comparé aux arrangements de commande qui se fondent sur résoudre des équations algébriques non-linéaires de contrainte, la méthode proposée emploie un solutionneur ordinaire d'équation (ODE) pour obtenir les coordonnées dépendantes, par conséquent, élimine le besoin de type itérations de newton et est favorable à l'exécution en temps réel. La méthode composée de fonction de Lyapunov est employée pour prouver que le système de boucle bloquée, une fois commandé par des arrangements à chaînes cinématiques ouverts typiques, réalise le cheminement asymptotique de trajectoire. Des simulations et les résultats expérimentaux sur un robot parallèle, le robot planaire de delta de riz, sont également présentés pour illustrer l'efficacité de notre méthode. | | En ligne : | ghorbel@rice.edu |
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