Development of a pneumatically driven flight simulator Stewart platform using motion and force control

Pradipta, Justin; Klünder, Mario; Weickgenannt, Martin; Sawodny, Oliver

doi:10.1109/aim.2013.6584085

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“…Since we expect to find the current forward kinematic solution that lies in the same assembly mode, the manipulator home position may be used as an initial guess [22] when numerically solving the system of nonlinear equations (3)- (5).…”

Section: Unique Forward Kinematicsmentioning

confidence: 99%

“…in medical and industrial robotics, flight and automobile simulators, mechatronic systems [1]- [5]. Among numerous types of parallel manipulators, spherical parallel manipulators (SPMs) can be applied for designing orientation wrist platforms for industrial robot end effectors, solar or parabolic antenna orientation systems, medical and rehabilitation robots [6]- [9].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Numerical Optimal Control of a Spherical Parallel Manipulator Based on Unique Kinematic Solutions

Shintemirov

Niyetkaliyev

Rubagotti

2015

IEEE/ASME Trans. Mechatron.

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Abstract-This paper presents a framework for generating optimal motor trajectories for a spherical parallel manipulator (SPM) with revolute joints, actuated by servomotors with default internal position control settings. The proposed framework consists of three phases. First, an approach to obtain unique forward kinematics is introduced, in order to relate the angular positions of the servomotors to the orientation of the SPM top mobile platform. Then, a configuration space for the SPM is defined by using numerical procedures, in order to guarantee the absence of singularities and of collisions between links during the motion of the manipulator. Finally, reference trajectories of the servomotors are defined via convex optimization. These trajectories determine an optimal evolution of the SPM motion, based on configuration space and original servomotor dynamics. The proposed strategy is experimentally demonstrated on a prototype of Agile Wrist SPM with three servomotors.

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Section: Unique Forward Kinematicsmentioning

confidence: 99%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Numerical Optimal Control of a Spherical Parallel Manipulator Based on Unique Kinematic Solutions

Shintemirov

Niyetkaliyev

Rubagotti

2015

IEEE/ASME Trans. Mechatron.

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“…Previously, an I&I adaptive controller for a pneumatic cylinder was proposed in [16], however friction was modeled as a constant force, independent of system states. The controller was extended in [17] to include stiction compensation, which however was not adaptive. The I&I method is used here to compensate nonlinear friction forces consisting of viscous friction, Coulomb friction, and stiction.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Adaptive control of a master-slave system for teleoperated needle insertion under MRI-guidance

Franco

Ristić

2015

2015 23rd Mediterranean Conference on Control and Automation (MED)

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Abstract-This paper presents the control of a master-slave system for teleoperated needle insertion under guidance by Magnetic Resonance Imaging (MRI). The primary aim of our research is the robot-assisted laser ablation of liver tumors. The master-slave system consists of a master unit that sits next to the operator, outside the scanner room, and of a slave unit located inside the cylindrical MRI scanner. The needle insertion force is measured with a specially designed fiber optic force sensor mounted on the slave unit. Pneumatic actuation is employed in both master and slave in order to minimize the interference with the MRI environment. Accurate position control of the slave unit is achieved with a Time Delay Control scheme (TDC). Differently from previous designs, the force feedback on the master unit is provided by an adaptive controller that compensates the friction of the pneumatic actuator. The advantages over a baseline force controller are demonstrated with experiments on silicone rubber phantoms.

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“…Atualmente, diversos autores (PRADIPTA et al, 2013, LAGHROUCHE et al, 2013 apresentam estudos relacionados aos efeitos de degradação do desempenho do movimento causados pelas características não lineares do atrito que precisam ser conhecidas e compensadas para o bom desempenho do sistema dinâmico. Shen et al (2013) destaca que a compensação e a modelagem do atrito dinâmico têm feito grandes avanços, motivada por modelos em combinação com métodos de identificação baseados em dados experimentais para a compensação de atrito.…”

Section: Introductionunclassified

Modelagem Matemática De Um Atuador Pneumático Para Uma Bancada De Ensaios De Estruturas

Viecelli¹,

Santos²,

Valdiero³

et al. 2015

Anais Do Congresso Nacional De Matemática Aplicada À Indústria

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Resumo: Trata-se do estudo da modelagem matemática de um atuador pneumático responsável pelo acionamento de uma bancada para ensaio de estruturas mecânicas. Os atuadores pneumáticos têm como vantagens serem uma INTRODUÇÃOO presente trabalho trata da modelagem matemática e da identificação dos parâmetros do modelo de um cilindro pneumático de dupla ação e haste simples utilizado no sistema mecatrônico para acionamento de uma bancada de ensaios de estruturas.Devido ao grande aumento do desenvolvimento tecnológico que caracteriza o mundo moderno, as aplicações de precisão tem conquistado um crescente espaço no ambiente industrial. Em particular, os campos da automação e da robótica que estão presentes em diversas áreas de produção (SOBCZYK, 2009), e utilizam a pneumática como meio de aplicações pelas diversas vantagens que o caracterizam.A pneumática é o ramo da engenharia que estuda a aplicação do ar comprimido para a tecnologia de acionamentos e comandos. Nos últimos anos a pneumática tornou-se uma das tecnologias mais utilizadas, por se tratar de uma tecnologia de baixo custo, manutenção fácil, boa relação peso/potência, rapidez de resposta, fácil manutenção e principalmente uma tecnologia limpa, que não polui o meio ambiente (NISHIOKA et al., 2010; LEE et al., 2010;VALDIERO et al., 2011; QIONG et al., 2011;WANG et al., 2011).Contudo, para atuadores pneumáticos a modelagem matemática é complexa quando comparada a outros tipos de acionamentos, pois apresentam limitações no controle decorrente das características não lineares inerentes ao sistema. Dentre essas não linearidades, pode-se destacar a compressibilidade do ar, a vazão mássica nos orifícios da válvula e a

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Development of a pneumatically driven flight simulator Stewart platform using motion and force control

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