Bio-inspired control of redundant robotic systems: Optimization approach

Osnovni cilj ovog rada je da promoviše pristup biološki inspirisanog sinergijskog upravljanja koji omogućava da se razreši redundansa datog robotizovanog sistema koji se može koristiti i za vojne svrhe. Pokazano je da je moguće razrešiti kinematički redundansu primenom metode lokalne optimizacije i bioloških analogona - sinergijsko upravljački pristup sa uvođenjem logičkog upravljanja i distribuiranog pozicioniranja. Takođe, mogućnost prebacivanja između sinegrija u okviru jedne trajektorije je razmatrano. Na kraju, problem aktuatorske redundanse je postavljen i rešen primenom Pontrjaginovog principa maksimuma. Upravljačka sinergija je ustanovljena primenom postupka optimizacije na koordinacionom nivou. Na kraju, efikasnost predložene biološki inspirisane optimalne upravljačke sinergije je demonstriran na pogodno usvojenom robotskom sistemu sa tri stepena slobode i četiri upravljačke promenljive, kao ilustrativnog primera.The major aim of this paper is to promote a biologically inspired control synergy approach that allows the resolution of redundancy of a given robotized system which can be used for military purposes. It is shown that it is possible to resolve kinematic redundancy using the local optimization method and biological analogues - control synergy approach, introducing hypothetical control and distributed positioning. Also, the possibility of switching synergies within a single trajectory is treated, where the control synergy approach applying logical control is used. The actuator redundancy control problem has been stated and solved using Pontryagin's maximum principle. Control synergy as a class of dynamic synergy is established by the optimization law at the coordination level. Finally, the effectiveness of the suggested biologically inspired optimal control synergy is demonstrated with a suitable robot with three degrees of freedom and four control variables, as an illustrative example.

Bio-inspired control of redundant robotic systems: Optimization approach

Osnovni cilj ovog rada je da promoviše pristup biološki inspirisanog sinergijskog upravljanja koji omogućava da se razreši redundansa datog robotizovanog sistema koji se može koristiti i za vojne svrhe. Pokazano je da je moguće razrešiti kinematički redundansu primenom metode lokalne optimizacije i bioloških analogona - sinergijsko upravljački pristup sa uvođenjem logičkog upravljanja i distribuiranog pozicioniranja. Takođe, mogućnost prebacivanja između sinegrija u okviru jedne trajektorije je razmatrano. Na kraju, problem aktuatorske redundanse je postavljen i rešen primenom Pontrjaginovog principa maksimuma. Upravljačka sinergija je ustanovljena primenom postupka optimizacije na koordinacionom nivou. Na kraju, efikasnost predložene biološki inspirisane optimalne upravljačke sinergije je demonstriran na pogodno usvojenom robotskom sistemu sa tri stepena slobode i četiri upravljačke promenljive, kao ilustrativnog primera.The major aim of this paper is to promote a biologically inspired control synergy approach that allows the resolution of redundancy of a given robotized system which can be used for military purposes. It is shown that it is possible to resolve kinematic redundancy using the local optimization method and biological analogues - control synergy approach, introducing hypothetical control and distributed positioning. Also, the possibility of switching synergies within a single trajectory is treated, where the control synergy approach applying logical control is used. The actuator redundancy control problem has been stated and solved using Pontryagin's maximum principle. Control synergy as a class of dynamic synergy is established by the optimization law at the coordination level. Finally, the effectiveness of the suggested biologically inspired optimal control synergy is demonstrated with a suitable robot with three degrees of freedom and four control variables, as an illustrative example.