On active disturbance rejection in robotic motion control
[ 1 ] Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, Wydział Informatyki, Politechnika Poznańska | [ D ] phd student
[ 1 ] Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, Wydział Informatyki, Politechnika Poznańska | [ P ] employee
PL Projektowanie układów sterowania systemów robotycznych w oparciu o aktywną kompensację zakłóceń
english
- control engineering
- modeling uncertainty
- disturbance estimation and compensation
- robust control
- robotics
- inżynieria sterowania
- niepewność modelowania
- estymacja i kompensacja zakłóceń
- sterowanie odporne
- robotyka
EN The quality of conventional robot control design suffers in many cases from a strict relation to the accuracy of assumed mathematical model of the considered system. The inevitable presence of unmodeled dynamics and external perturbations effectively limits the performance of such model-based control strategies in practice, yet surprisingly, state-of-the-art textbooks on robot control are dominated by this methodology. Acknowledging the drawbacks of current control solutions, this dissertation investigates an alternative approach in robot control based on the methodology of active disturbance rejection control (ADRC). Its motivation comes from a premise that if a resultant disturbance, defined collectively as discrepancies between the real system and its analytical description, is estimated in real time, then the model mismatch can be effectively compensated for, making the final control design tolerant of a large amount of uncertainties. This work proposes a different mindset based on total reformulation of some classic robot control design problems and expressing them in a novel way using the language of active disturbance rejection.
PL Analizując literaturę dotyczącą teorii sterowania systemami robotycznymi, odnaleźć można ścisłą zależność pomiędzy jakością regulacji a dokładnością przyjętego modelu matematycznego rozważanego obiektu. W praktyce jednak, poprzez obecność niezamodelowanych elementów dynamiki systemu oraz nieprzewidzianych zakłóceń zewnętrznych a także ogólną trudność w modelowaniu złożonych systemów robotycznych, stosowalność klasycznych technik bazujących na modelu matematycznym jest silnie ograniczona. Mając na uwadze powyższy problem, w niniejszej rozprawie badane jest alternatywne podejście do rozwiązania tej kwestii. W pracy rozważana jest koncepcja projektowania układu sterowania w oparciu o ideę aktywnej kompensacji zakłóceń (z ang. active disturbance rejection control, ADRC). W rozprawie skupiono się na praktycznym zastosowaniu koncepcji ADRC, jako sposobu rozwiązania pewnych fundamentalnych problemów w sterowaniu układów robotycznych, związanych z ich modelowaniem. Metodyka ADRC została zastosowana w pracy do szeregu rzeczywistych systemów sterowania, a problemy w nich występujące zostały przeformułowane na problemy kompensacji zakłóceń oraz rozwiązane w unikalny sposób.
220
electrical engineering, electronics, computer engineering
automation and robotics
DrOIN 1786
public
Zhiqiang Gao
Cleveland, Stany Zjednoczone
30.04.2016
english
public
Tadeusz Uhl
Kraków, Polska
09.06.2016
polish
public
dissertation
Poznań, Polska
24.06.2016
Rada Wydziału Informatyki Politechniki Poznańskiej
doktor nauk technicznych w dyscyplinie: automatyka i robotyka, w specjalności: robotyka