undefined

Dynamic inversion and optimal tracking control on the ball-plate system based on a linearized nonholonomic multibody model

Julkaisuvuosi

2024

Tekijät

Garcia-Agundez Blanco Alfonso; Saccon Alessandro; Garcia-Vallejo Daniel; Freire Emilio

Tiivistelmä

This paper addresses the optimal control of the ball-plate system, a well-known nonholonomic system in the context of nonprehensile manipulation, using a multibody dynamics approach. The trajectory tracking control of a steady-state circular motion of the ball on the plate, for any radius and potentially off-centric with respect to the plate’s pivoting point, is achieved by designing a Linear-Quadratic Regulator. A spatial multibody model of the ball-plate system is considered. A key contribution is the analytical computation of the circular steady motion of the ball by dynamic inversion, including the control actions to achieve this reference solution. This enables the analytical computation of the linearized equations along this reference motion, resulting in a periodic linear time-varying (LTV) system, and the application of linear controllability criteria for LTV systems. A controllable linear system, involving the Cartesian coordinates of the contact point and the yaw angle of the sphere, is obtained using a convenient coordinate partition in the linearization. Compared to existing results on the same problem, closed-loop stability about the desired trajectory is achieved for any radius of the circular trajectory.
Näytä enemmän

Organisaatiot ja tekijät

Julkaisutyyppi

Julkaisumuoto

Artikkeli

Emojulkaisun tyyppi

Lehti

Artikkelin tyyppi

Alkuperäisartikkeli

Yleisö

Tieteellinen

Vertaisarvioitu

Vertaisarvioitu

OKM:n julkaisutyyppiluokitus

A1 Alkuperäisartikkeli tieteellisessä aikakauslehdessä

Julkaisukanavan tiedot

Kustantaja

Elsevier

Volyymi

203

Artikkelinumero

105795

Julkaisu­foorumi

63096

Julkaisufoorumitaso

2

Avoin saatavuus

Avoin saatavuus kustantajan palvelussa

Kyllä

Julkaisukanavan avoin saatavuus

Osittain avoin julkaisukanava

Rinnakkaistallennettu

Ei

Muut tiedot

Tieteenalat

Kone- ja valmistustekniikka

Avainsanat

[object Object],[object Object],[object Object],[object Object],[object Object]

Kustantajan kansainvälisyys

Kansainvälinen

Kansainvälinen yhteisjulkaisu

Kyllä

Yhteisjulkaisu yrityksen kanssa

Ei

DOI

10.1016/j.mechmachtheory.2024.105795

Julkaisu kuuluu opetus- ja kulttuuriministeriön tiedonkeruuseen

Kyllä