Control de Campo Potencial de un Manipulador Móvil No Holonómico Redundante con Movimiento de Base Constrido por un Corredor
Autores: Baumgartner, Jakob; Petri, Tadej; Klanar, Gregor
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Control de Campo Potencial de un Manipulador Móvil No Holonómico Redundante con Movimiento de Base Constrido por un Corredor
Categoría
Tecnología de Equipos y Accesorios
Subcategoría
Diseño de equipos y herramientas
Palabras clave
Solución
Control
Manipulador móvil
Restricciones de pasillo
Modelo cinemático
Optimización
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 17
Citaciones: Sin citaciones
Este trabajo propone una solución para el control de manipuladores móviles no holonómicos redundantes con restricciones de corredor en el movimiento de la base. La estrategia de control propuesta aplica un campo potencial artificial para la navegación de la base con el fin de lograr un control conjunto con seguimiento de trayectoria deseada del efector final. El modelo cinemático general se crea describiendo la plataforma móvil no holonómica y la cinemática del manipulador. La función objetivo utilizada consiste en una tarea de control primaria que optimiza las variables articulares para lograr la pose o trayectoria deseada del efector final y una tarea de control secundaria que optimiza las variables articulares para que la base soporte el brazo y se mantenga dentro del corredor. Como última prioridad, se introduce una optimización adicional para optimizar el índice de maniobrabilidad. La navegación base propuesta tiene convergencia global sin mínimos locales y es computacionalmente eficiente. Esto se logra mediante una búsqueda óptima basada en una cuadrícula en una cuadrícula discreta gruesa y una interpolación bilineal para obtener una función potencial continua y su gradiente. El rendimiento del algoritmo de control propuesto se ilustra mediante varias simulaciones de un modelo de manipulador móvil derivado para una base móvil Pal Tiago y un manipulador robótico Emiko Franka Panda.
Descripción
Este trabajo propone una solución para el control de manipuladores móviles no holonómicos redundantes con restricciones de corredor en el movimiento de la base. La estrategia de control propuesta aplica un campo potencial artificial para la navegación de la base con el fin de lograr un control conjunto con seguimiento de trayectoria deseada del efector final. El modelo cinemático general se crea describiendo la plataforma móvil no holonómica y la cinemática del manipulador. La función objetivo utilizada consiste en una tarea de control primaria que optimiza las variables articulares para lograr la pose o trayectoria deseada del efector final y una tarea de control secundaria que optimiza las variables articulares para que la base soporte el brazo y se mantenga dentro del corredor. Como última prioridad, se introduce una optimización adicional para optimizar el índice de maniobrabilidad. La navegación base propuesta tiene convergencia global sin mínimos locales y es computacionalmente eficiente. Esto se logra mediante una búsqueda óptima basada en una cuadrícula en una cuadrícula discreta gruesa y una interpolación bilineal para obtener una función potencial continua y su gradiente. El rendimiento del algoritmo de control propuesto se ilustra mediante varias simulaciones de un modelo de manipulador móvil derivado para una base móvil Pal Tiago y un manipulador robótico Emiko Franka Panda.