Multi-Priority-Kartesische Impedanzkontrolle basierend auf quadratischer Programmierungsoptimierung

In dieser Arbeit haben wir eine priorisierte kartesische Impedanzkontrolle im Rahmen der quadratischen Programmierung (QP) vorgestellt. Insbesondere präsentieren wir eine Formulierung, die einfacher ist als die vollständige inverse Dynamik, jede Matrix-Pseudoinversion und Berechnung der inversen Kinematik vermeidet und strenge Prioritäten zwischen den Aufgaben berücksichtigt. Unsere Formulierung basiert auf der QP-Optimierung, die auch explizite Ungleichheitsbeschränkungen berücksichtigt. In Simulationen vergleichen wir die Verfolgungsergebnisse, die mit einer klassischen algebraischen Implementierung erzielt wurden, mit denen, die aus der vorgeschlagenen QP-Implementierung unter Berücksichtigung der Gelenkmomentgrenzen abgeleitet wurden. Wir betrachten den klassischen kartesischen Impedanzcontroller und eine vereinfachte Version, die auch als Virtuelles Modellkontrolle bekannt ist. Schließlich wurde die vorgeschlagene Methode auf einem humanoiden Oberkörper-Roboter, der durch Drehmomente gesteuert wird, implementiert und validiert. Experimentelle Versuche unter verschiedenen physikalischen Interaktionsbedingungen wurden durchgeführt, um die Leistung der vorgeschlagenen Methode zu demonstrieren.