Sviluppo di un algoritmo di controllo innovativo per il robot ridondante Franka Emika Panda

Il presente lavoro ha lo scopo di sviluppare un algoritmo di controllo innovativo per la gestione dello spazio nullo nei robot ridondanti. In primo luogo sono stati analizzati due metodi per il calcolo del comando di velocità dello spazio nullo. Entrambi questi metodi ricorrono alla soluzione di un problema di ottimizzazione vincolata, garantendo inoltre il rispetto dei limiti dei giunti e un’attivazione/disattivazione graduale del comando dello spazio nullo. Il primo è una formalizzazione del tradizionale Gradient Projection Method (GPM), mentre il secondo, chiamato Null Space Basis Optimal Linear Combination Method (NSBM), trova i coefficienti ottimali di una base dello spazio nullo del Jacobiano. È stato quindi sviluppato un algoritmo di controllo che implementasse in maniera ottimale il metodo NSBM, in quanto si dimostra essere il più efficace. In aggiunta è stata sviluppata una tecnica per migliorare la gestione dei limiti dei vincoli di giunto del robot, introducendo una zona cuscinetto di sicurezza. Un’ulteriore miglioria apportata all’algoritmo è stata l’introduzione di un sistema atto a filtrare i dati di input del robot per ottenerne un comportamento più fluido. Questo metodo è stato applicato a un caso studio di un’applicazione di saldatura in cui il comando dello spazio nullo deve evitare la collisione tra il robot e un ostacolo. L’algoritmo proposto è stato anche testato su una piattaforma robotica reale per verificare se il tempo di calcolo fosse compatibile con i requisiti in tempo reale del robot.