Real-time bewegingsplanning en snelle modelgebaseerde voorspellende regelaars voor seriële robots die opereren in de vrije ruimte

Dit project richt zich op optimale contactloze bewegingscontrole van seriële robots die in veranderende omgevingen werken. Veranderende omgevingen vereisen real-time bewegingsplanning, dat zeer uitdagend is door de complexe robot kinematica en dynamica en voortdurend veranderende botsingsbeperkingen. Gezien deze complexiteit worden bewegingsplanningsproblemen vaak opgelost in een tweetrapsaanpak, waarbij de planning van het geometrisch pad ontkoppeld wordt van de planning van de beweging langs het pad. Deze benadering is computationeel gunstig maar suboptimaal. De één-trap-gekoppelde aanpak overwint deze suboptimaliteit, maar is rekenkundig zeer complex en niet oplosbaar in real-time.

Het algemene projectdoel is het ontwikkelen implementeren en experimenteel valideren van een effectieve MPC-aanpak voor seriële robots die in real-time optimale robotbewegingsplanning en -controle realiseren. Eerst zullen we een nieuwe real-time motion planner ontwikkelen die het midden houdt tussen de één- en twee trap benadering. Ten tweede zullen we een snelle modelgebaseerde voorspellende controle-aanpak ontwikkelen om de joint level PID controllers te vervangen en het prestatieverlies door deze eenvoudige controllers te overwinnen. Deze ontwikkelingen zullen gecombineerd worden met hun experimentele validatie op twee robotmanipulatoren.