우주로봇의 가변 어드미턴스 제어 기반 접촉 제어

Abstract

This paper proposes a contact control method of a space robot based on variable admittance control. Unexpected impacts which can damage space robots may occur when they execute their missions such as capturing a target due to uncertain environment. To address this problem, control of the robot for stable contacts with various other objects is needed. This work proposes a contact control algorithm based on variable admittance control, where the damping coefficient of the admittance controller is changed according to the contact force. Additionally, A force coefficient of the admittance controller is applied based on the robot manipulability to prevent the robot from exceeding its workspace. Computer simulations showed that the robot with the proposed controller was able to contact with different masses safely.|이 논문은 우주로봇의 가변 어드미턴스 제어 기반 접촉제어 방법을 제안한다. 우주로봇이 임무 중 환경에 대한 불확실성에 의해 예상하지 못한 강한 충격이 발생할 수 있으며, 이는 로봇의 손상과 같은 문제를 발생시킬 수 있다. 이를 해결하고 질량이 다른 다양한 물체들과 안정적으로 접촉 하기위한 접촉제어가 필요하다. 이 논문에서는 환경에 대한 불확실성을 고려하여 가변 어드미턴스 제어를 적용한 접촉제어를 제안했다. 질량이 다른 다양한 물체들과 안전하게 접촉하기 위해 어드미턴스 제어의 가변 매개변수가 접촉력에 따라 변하도록 설정했다. 또한 매니퓰레이터가 워크스페이스를 벗어나지 않도록 하기위해, 매니퓰러빌리티 엘립소이드를 기반으로 어드미턴스 제어의 가변 계수를 적용한다. 제안된 방법을 검증하기 위해, 다양한 질량을 가진 물체들을 대상으로 접촉하는 상황에 대해 컴퓨터 시뮬레이션을 진행했다. 시뮬레이션 결과를 통해 질량이 다른 다양한 물체들과 접촉 시 안정적으로 접촉 제어하는 결과를 보여주었다.