論文の概要: Simultaneous Force and Motion Control in Generalised Coordinates
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.22813v1
- Date: Fri, 16 Oct 2026 01:41:23 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-20 00:56:07.729751
- Title: Simultaneous Force and Motion Control in Generalised Coordinates
- Title（参考訳）: 一般化コーディネートにおける同時力と運動制御
- Abstract要約: これらの制約を満たす接触力を制御するために、同時力と運動制御が開発された。
これは通常、作業座標、すなわち運用空間で定式化され、次にロボットを指揮するために関節トルクにマッピングされる。
提案手法は,所望の接触力の同時維持,軌道追跡誤差の最小化,実用的不等式制約の遵守を可能にする。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Robot manipulators often come into contact with rigid objects when performing work. This imposes physical constraints on their motion. Simultaneous force & motion control was developed to regulate contact forces commensurate with these constraints, whilst projecting motion control in to the orthogonal, unconstrained directions. This is typically formulated in the task coordinates, i.e. operational space, then mapped to joint torques to command the robot. However, most constraints on the robot control, such as joint limits, collision avoidance, singularity avoidance, etc. are naturally expressed in generalised coordinates (joint space). Thus, formulating the control problem in task space makes it difficult to guarantee control feasibility. In this paper Gauss' principle of least constraint is used to solve the control as a quadratic programming (QP) problem in generalised coordinates. It is shown that the theoretical solution to this problem produces the correct constrained dynamics for accurate contact force control. Moreover, inequality constraints may be appended to ensure feasibility and safety. Simulation results were conducted in MuJoCo and compared to the operational space formulation. The proposed method is able to simultaneously maintain a desired contact force, minimise trajectory tracking error, and adhere to practical inequality constraints.
- Abstract（参考訳）: ロボットマニピュレータは、作業を行うときにしばしば剛体物体と接触する。
これにより運動に物理的な制約が課せられる。
これらの制約に相反する接触力を調節すると同時に、直交する非拘束方向へ運動制御を投射する同時力・運動制御が開発された。
これは通常、作業座標、すなわち運用空間で定式化され、次にロボットを指揮するために関節トルクにマッピングされる。
しかし、結合限界、衝突回避、特異性回避など、ロボット制御に対するほとんどの制約は、一般化された座標(接合空間)で自然に表現される。
したがって,タスク空間における制御問題の定式化は,制御実現可能性の確保を困難にしている。
本稿では、ガウスの最小制約の原理を用いて、一般化座標における二次プログラミング(QP)問題として制御を解く。
この問題の理論的解法は、正確な接触力制御のための正しい制約力学を生成する。
さらに、実現可能性と安全性を確保するため、不平等な制約を追加することもできる。
シミュレーションの結果はMuJoCoで行われ、運用空間の定式化と比較された。
提案手法は,所望の接触力の同時維持,軌道追跡誤差の最小化,実用的不等式制約の遵守を可能にする。
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