Combined observer-based robotic force control with spatial payload inertia compensation
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Le résumé fourni par la source
Accurate force sensing and robust disturbance rejection are fundamental to stable and precise robotic contact tasks. This paper proposes a combined observer-based framework for robotic force control that compensates for spatial payload inertia and rejects disturbances within the force loop. A spatial payload momentum observer (SPMO) is developed to decouple the inertial effects of the payload from the force/torque sensor. The observer leverages spatial dynamics and provides an explicitly characterized 1st-order low-pass filtered estimate of the contact wrench, avoiding noise from numerical differentiation. Integrated into a decoupled motion force control structure, a combined observer (CDOB) that accounts for force subspace dynamics and sensing filtering is designed to compensate for control disturbances. This design alleviates the inherent trade-off between transient response and control stability in existing force disturbance rejection approaches. Simulations and experiments under a 3.5kg payload and an electric sander validate the framework, including dual-axis force control that shows its spatial compensation capability. The SPMO achieves a favorable tradeoff between estimation delay and noise level compared to conventional methods, while the CDOB enables fast and robust disturbance rejection without compromising transient force control performance.
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Le contrôle bibliographique ouvert
DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.
- Titre Crossref
- Combined observer-based robotic force control with spatial payload inertia compensation
- Date Crossref
- 01/01/2027
- Éditeur
- Elsevier BV
- Type
- journal-article
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Où se fait cette recherche
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Shanghai Jiao Tong University pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Mechanical Engineering pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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School of Artificial Intelligence pays non établi dans la noticeUniversité ou école supérieure
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LTD Shanghai Flexiv Robotics Technology CO. pays non établi dans la noticeEntreprise
Shanghai Jiao Tong University, School of Mechanical Engineering et School of Artificial Intelligence, avec 1 autre affiliation.
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