كنترل تطبيقي لغزش در يك عمليات رباتيكي تك‌انگشتي

Adaptive Slippage Control in a One-Finger Hand Robot Manipulation

در اين مقاله با در نظر گرفتن امكان لغزش بين پنجه يك ربات و جسم در حين گرفتن جسم، كنترل تطبيقي تعقيب مسير براي حمل جسم روي زمين توسط يك ربات تك‌انگشتي مورد بررسي قرار‌گرفته است. اين سيستم، نمونه مناسبي براي بررسي روش‌هاي مختلف تحليل مانند طراحي كنترل كننده ها در سيستم ربات‌هاي همكار در حمل و انجام عمليات مختلف روي اجسام است. در اين تحقيق به‌منظور يكسان سازي معادلات مربوط به تماس اصطكاكي كه از نوع معادلات نامساوي هستند با ديگر معادلات سيستم كه از نوع معادلات مساوي هستند، فرمول-بندي تازه‌اي براي مدل‌كردن شرايط تماس اصطكاكي ارايه شده و با استفاده از اين فرمول بندي جديد، دو كنترل كننده تطبيقي مختلف معرفي شده است. اين كنترل كننده ها ضمن اين‌كه لغزش هاي ناخواسته ايجاد شده در سرپنجه ربات را كنترل مي كنند، حركت جسم روي مسير از پيش تعيين شده را نيز كنترل كرده و هم‌زمان پارامترهاي نامعين موجود در سيستم را تخمين مي زنند. با اين تفاوت كه كنترل كننده اول جرم‌هاي نامعين سيستم و كنترل‌كننده دوم ضرايب اصطكاك را تخمين مي زنند. نتايج شبيه سازي ارايه‌شده در اين مقاله،كارايي كنترل-كننده هاي معرفي شده را تاييد مي كنند.

In this study, considering slippage between a robot end-effector and an object, adaptive control of a one-finger hand manipulating an object is explored. This system is a good sample to develop different techniques such as grasp analysis, grasp synthesis, stability analysis and designing different types of controller for cooperative manipulator systems. Due to the presence of inequality equations in frictional point contact modeling, a novel formulation is developed to replace the equality and inequality equations with a single second order differential equation with switching coefficients. Introducing this new friction contact model, an input-output conventional form is derived using the equality and inequality equations of motion of the system. Using this new form of motion equations, two adaptive controllers with simple update laws are proposed that both of them ensure the asymptotic convergence of the object position tracking as well as slippage control while compensating the system uncertainties. The first controller compensates the uncertain masses of the manipulator links and the object while the second one compensates the uncertain coefficients of friction. Numerical simulation is utilized to evaluate performance of the proposed controllers.