A Method to Guide Local Physical Adaptations in a Robot Based on Phase Portraits
A Method to Guide Local Physical Adaptations in a Robot Based on Phase Portraits
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基于相图的机器人局部物理适应引导方法
DOI：
10.1109/access.2019.2923144
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
3.9
通讯作者：
Akhond S
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Akhond S
在本文中，我们提出了一种方法，显示如何由控制器渲染的相位图可以通知在一个单一的自由度（DoF）的物理适应的发展，对于一个给定的控制任务。这种方法的优点是，有物理适应分担控制的责任，以完成一项任务。我们使用一个倒立摆，这是让人想起的主干的一个步行者步行者进行数值模拟和硬件实验，以显示我们的方法可以创新的物理适应在枢轴关节，以减少控制的努力。我们的方法发现，扭转弹簧在枢轴关节将导致较低的输入努力的调节器型反馈控制器。该方法可以调整弹簧，以最小化总控制成本高达约32.81%。该物理适应框架允许多自由度机器人系统建议局部物理适应以实现给定的控制目标。
In this paper, we propose a method that shows how phase portraits rendered by a controller can inform the development of a physical adaptation at a single degree of freedom (DoF) for a given control task. This approach has the advantage of having physical adaptations sharing the responsibility of control to accomplish a task. We use an inverted pendulum which is reminiscent of the trunk of a biped walker to conduct numerical simulations and hardware experiments to show how our method can innovate a physical adaptation at the pivot joint to reduce the control effort. Our method discovered that a torsional spring at the pivot joint would lead to a lower input effort by the regulator type feedback controller. The method can tune the spring to minimize the total cost of control up to about 32.81%. This physical adaptation framework allows multiple degrees of freedom robotic system to suggest local physical adaptations to accomplish a given control objective.
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