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Rest-to-Rest Motion for Planar Multi-Link Flexible Manipulator Through Backward Recursion / Benosman, M. in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control, Vol. 126 N° 1 (Mars 2004) 

Public ISBD [article]  in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 1 (Mars 2004) . - 115-123 p. Titre : Rest-to-Rest Motion for Planar Multi-Link Flexible Manipulator Through Backward Recursion Titre original : Mouvement de Repos-à-Repos pour la Récursion en Arrière de Multi-Lien de Cuvette Flexible Planaire de Manipulateur Type de document : texte imprimé Auteurs : Benosman, M., Auteur ; Le Vey, G., Auteur ; Lanari, L. ; De Luca, A. Article en page(s) : 115-123 p. Note générale : Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) Mots-clés : Mouvement  de  repos-à-repos  Manipulateur  flexible  planaire  Vibration  résiduelle  Contrôleur  de  rétroaction  Compensateur  de  rétroaction  Technique  optimale  de  planification  Manipulateur  planaire  de  deux-liens  flexible Index. décimale : 629.8 Résumé : In this work is considered the problem of rest-to-rest motion in a desired pre-fixed time for planar flexible manipulators. We introduce a simple idea permitting the minimization of end-effector residual vibration when reaching a desired angular equilibrium position, in a pre-fixed desired travelling time. The results hold without considering internal elastic damping effect, using a classical controller with feedforward plus joint feedback terms. The new approach concerns the computation of the feedforward control, which is based on backward integration of the elastic dynamics, starting from a rest position of the flexible arms. This backward integration yields basically elastic trajectories permitting to reach the final desired end-effector position without oscillation. The feedback controller is then used to stabilize locally the actual states along these desired trajectories. However, for fast rest to rest motion, the feedback compensator fails to drive the system states along the desired trajectories, this being due to the relatively large initial elastic error. To overcome this limitation, proper joint motion is planned between the desired initial and final positions through optimization techniques, the goal being the minimization of the initial elastic error associated to these joint trajectories. The optimal planning technique is formulated as a Pontryagin optimal control problem. This scheme is validated via numerical tests as well as experiments on a flexible two-link planar manipulator. Dans ce travail est considéré le problème du mouvement de repos-à-repos dans un temps mis en tête désiré pour les manipulateurs flexibles planaires. Nous présentons une idée simple permettant la minimisation de la vibration résiduelle de terminal en arrêtant une position angulaire désirée d'équilibre, dans un temps de déplacement désiré mis en tête. Les résultats se tiennent sans considérer l'effet d'atténuation élastique interne, en utilisant un contrôleur classique avec le feedforward plus des limites communes de rétroaction. La nouvelle approche concerne le calcul de la commande de feedforward, qui est basée sur l'intégration en arrière de la dynamique élastique, à partir d'une position de repos des bras flexibles. Cette intégration en arrière rapporte la trajectoire fondamentalement élastique laissant arrêter la position désirée finale de terminal sans oscillation. Le contrôleur de rétroaction est alors employé pour stabiliser localement les états réels le long de ces derniers trajectoire désirée. Cependant, pour que le repos rapide repose le mouvement, le compensateur de rétroaction échoue pour conduire les états de système le long de la trajectoire désirée, ce être dû à l'erreur élastique initiale relativement grande. Pour surmonter cette limitation, le mouvement commun approprié est projeté entre l'initial désiré et les positions finales par des techniques d'optimisation, le but étant la minimisation de l'erreur élastique initiale associée à ces derniers joignent la trajectoire. La technique optimale de planification est formulée comme problème de commande optimale de Pontryagin. Cet arrangement est validé par l'intermédiaire des essais numériques aussi bien que des expériences sur un manipulateur planaire de deux-lien flexible. En ligne : mouhacine.benosman@univ-reims.fr, levey@emn.fr, lanari@dis.uniromal1.it, deluca@ [...] [article] Rest-to-Rest Motion for Planar Multi-Link Flexible Manipulator Through Backward Recursion = Mouvement de Repos-à-Repos pour la Récursion en Arrière de Multi-Lien de Cuvette Flexible Planaire de Manipulateur [texte imprimé] / Benosman, M., Auteur ; Le Vey, G., Auteur ; Lanari, L. ; De Luca, A. . - 115-123 p. Génie Mécanique Langues : Anglais (eng) in Transactions of the ASME . Journal of dynamic systems, measurement, and control > Vol. 126 N° 1 (Mars 2004) . - 115-123 p. Mots-clés : Mouvement  de  repos-à-repos  Manipulateur  flexible  planaire  Vibration  résiduelle  Contrôleur  de  rétroaction  Compensateur  de  rétroaction  Technique  optimale  de  planification  Manipulateur  planaire  de  deux-liens  flexible Index. décimale : 629.8 Résumé : In this work is considered the problem of rest-to-rest motion in a desired pre-fixed time for planar flexible manipulators. We introduce a simple idea permitting the minimization of end-effector residual vibration when reaching a desired angular equilibrium position, in a pre-fixed desired travelling time. The results hold without considering internal elastic damping effect, using a classical controller with feedforward plus joint feedback terms. The new approach concerns the computation of the feedforward control, which is based on backward integration of the elastic dynamics, starting from a rest position of the flexible arms. This backward integration yields basically elastic trajectories permitting to reach the final desired end-effector position without oscillation. The feedback controller is then used to stabilize locally the actual states along these desired trajectories. However, for fast rest to rest motion, the feedback compensator fails to drive the system states along the desired trajectories, this being due to the relatively large initial elastic error. To overcome this limitation, proper joint motion is planned between the desired initial and final positions through optimization techniques, the goal being the minimization of the initial elastic error associated to these joint trajectories. The optimal planning technique is formulated as a Pontryagin optimal control problem. This scheme is validated via numerical tests as well as experiments on a flexible two-link planar manipulator. Dans ce travail est considéré le problème du mouvement de repos-à-repos dans un temps mis en tête désiré pour les manipulateurs flexibles planaires. Nous présentons une idée simple permettant la minimisation de la vibration résiduelle de terminal en arrêtant une position angulaire désirée d'équilibre, dans un temps de déplacement désiré mis en tête. Les résultats se tiennent sans considérer l'effet d'atténuation élastique interne, en utilisant un contrôleur classique avec le feedforward plus des limites communes de rétroaction. La nouvelle approche concerne le calcul de la commande de feedforward, qui est basée sur l'intégration en arrière de la dynamique élastique, à partir d'une position de repos des bras flexibles. Cette intégration en arrière rapporte la trajectoire fondamentalement élastique laissant arrêter la position désirée finale de terminal sans oscillation. Le contrôleur de rétroaction est alors employé pour stabiliser localement les états réels le long de ces derniers trajectoire désirée. Cependant, pour que le repos rapide repose le mouvement, le compensateur de rétroaction échoue pour conduire les états de système le long de la trajectoire désirée, ce être dû à l'erreur élastique initiale relativement grande. Pour surmonter cette limitation, le mouvement commun approprié est projeté entre l'initial désiré et les positions finales par des techniques d'optimisation, le but étant la minimisation de l'erreur élastique initiale associée à ces derniers joignent la trajectoire. La technique optimale de planification est formulée comme problème de commande optimale de Pontryagin. Cet arrangement est validé par l'intermédiaire des essais numériques aussi bien que des expériences sur un manipulateur planaire de deux-lien flexible. En ligne : mouhacine.benosman@univ-reims.fr, levey@emn.fr, lanari@dis.uniromal1.it, deluca@ [...]