Summary
In the paper the application of known theory for sliding mode control (SMC) to robust motion control for fully actuated robots is considered. In the presented approach the advantages of SMC like robustness and simplicity of the control law are used. At the same time, the main disadvantage of the SMC — chattering — is avoided or at least reduced. Two controllers based on this approach — a controller working in sliding mode (SM) and its approximation with high gain PID-controller — are presented. For the SM-controller a stability proof is given. Both controllers are applicable to a wide class of robots and can be designed without knowledge of the system model. The performances of both controllers are demonstrated in real experiments with a manipulator, inverted pendulum and hand exoskeleton.
Abstract
Es wird die Anwendung der bekannten Theorie der Gleitmodusregelung für die Regelung der Bewegung von vollaktuierten Robotern betrachtet. Im vorgestellten Verfahren werden die Vorteile der Gleitmodusregelung, die Robustheit und die Einfachheit im Entwurf und in der Implementierung, ausgenützt. Gleichzeitig wird der Hauptnachteil der Gleitmodusregelung, das Schnattern, beseitigt oder zumindest reduziert. Basierend auf diesem Verfahren werden im Beitrag ein Gleitmodusregler und seine Approximation mit einem PID-Regler vorgestellt. Für den vorgestellten Gleitmodusregler wird der Stabilitätsbeweis angegeben. Beide Regler sind anwendbar für eine große Klasse von Robotern und können ohne Kenntnisse über das Modell entworfen werden. Die Leistungsfähigkeit der vorgestellten Regler wird an realen Experimenten mit einem Manipulator, einem invertierten Pendel und einem Handexoskeleton belegt.
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