undefined

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

Publiceringsår

2024

Upphovspersoner

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

Abstrakt

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.
Visa mer

Organisationer och upphovspersoner

Publikationstyp

Publikationsform

Artikel

Moderpublikationens typ

Tidning

Artikelstyp

En originalartikel

Målgrupp

Vetenskaplig

Kollegialt utvärderad

Kollegialt utvärderad

UKM:s publikationstyp

A1 Originalartikel i en vetenskaplig tidskrift

Publikationskanalens uppgifter

Förläggare

Elsevier

Volym

203

Artikelnummer

105795

Publikationsforum

63096

Publikationsforumsnivå

2

Öppen tillgång

Öppen tillgänglighet i förläggarens tjänst

Ja

Öppen tillgång till publikationskanalen

Delvis öppen publikationskanal

Parallellsparad

Nej

Övriga uppgifter

Vetenskapsområden

Maskin- och produktionsteknik

Nyckelord

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

Förlagets internationalitet

Internationell

Internationell sampublikation

Ja

Sampublikation med ett företag

Nej

DOI

10.1016/j.mechmachtheory.2024.105795

Publikationen ingår i undervisnings- och kulturministeriets datainsamling

Ja