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Erschienen in:

2013 | OriginalPaper | Buchkapitel

1. Time-Optimal Path Planning Along Specified Trajectories

verfasst von : Francisco Geu Flores, Andrés Kecskeméthy

Erschienen in: Multibody System Dynamics, Robotics and Control

Verlag: Springer Vienna

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Abstract

Time-optimal motion planning along specified paths is a well-understood problem in robotics, for which well-established methods exist for some standard effects, such as actuator force limits, maximal path velocity, or sliding friction. This paper describes some extensions of the classical methods which consider, on the one hand side, additional non linear constraints such as sticking friction, acceleration limits at the end-effector, as well power limits for the overall system, and on the other, general paths featuring smooth interpolation of angular acceleration as well as arbitrary multibody systems comprising multiple loops. The methods are illustrated with two applications from robotics and the mining industry.

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Bobrow JE, Dubowsky S, Gibson JS (1985) Time-optimal control of robotic manipulators along specified paths. Int J Robot Res 4(3):3–17CrossRef

Dierckx P (1993) Curve and surface fitting with splines. Clarendon Press, OxfordMATH

Kecskem’ethy A, Hiller M (1994) An object-oriented approach for an effective formulation of multibody dynamics. Comput Method Appl Mech Eng 115:287–314CrossRef

Messner L, Gattringer H, Bremer H (2011) Generating speed, torque, and jerk limited trajectories along specified geometric paths in realtime. In: Proceedings of ROBO 2011, Pitsburgh

Pfeiffer F, Johanni R (1987) A concept for manipulator trajectory planning. IEEE J Robot Autom 3:115–123CrossRef

Shiller Z, Lu HH (1990) Robust computation of path constrained time optimal motions. Proc IEEE Int Conf Robot Autom 1:144–149, CincinnatiCrossRef

Shin KG, McKay ND (1985) Minimum-time control of robotic manipulators with geometric path constraints. IEEE Trans Autom Control 30(6):531–541MATHCrossRef

Tändl M, Kecskem’ethy A, Schneider M (2007) A design environment for industrial roller coasters. In: CD Proceedings of the ECCOMAS thematic conference on advances in computational multibody dynamics, Milano

Verscheure D, Demeulenaere B, Swevers J, De Schutter J, Diehl M (2009) Timeoptimal path tracking for robots: a convex optimization approach. IEEE Trans Autom Control 54(10):2318–2327CrossRef

Titel: Time-Optimal Path Planning Along Specified Trajectories
verfasst von: Francisco Geu Flores
Andrés Kecskeméthy
Verlag: Springer Vienna
Buch: Multibody System Dynamics, Robotics and Control
Print ISBN: 978-3-7091-1288-5

Electronic ISBN: 978-3-7091-1289-2

Copyright-Jahr: 2013
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-7091-1289-2_1

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