[發明專利]一種考慮關節彈性的工業機器人動力學參數辨識方法

有效

• 申請號: 201811459337.3
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109583093B
• 公開（公告）日: 2020-07-03
• 發明（設計）人: 張承瑞;王騰;倪鶴鵬;胡天亮
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F30/17;G06F119/14
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 任歡

1.一種考慮關節彈性的工業機器人動力學參數辨識方法，其特征在于，包括分析未知參數并分類，建立考慮電機摩擦系數的線性辨識模型，結合靜力學試驗，實現對未知參數分別辨識，利用分離辨識策略和近似處理方法，將動力學參數準確辨識；

具體步驟如下：

1)建立機器人彈性關節運動學和動力學模型；

2)分析待辨識的未知參數的特征，將其分為運動相關參數和運動無關參數；

3)通過靜力學實驗結合運動學模型辨識運動無關參數；并獲得轉子轉動慣量；

4)建立近似最小化線性辨識模型；優化激勵軌跡以獲得機器人的運動軌跡；激勵機器人，采樣電機力矩和位置信息；將獲得的電機力矩和位置信息通過近似最小化線性辨識模型求解，從而辨識運動相關參數。

2.根據權利要求1所述的一種考慮關節彈性的工業機器人動力學參數辨識方法，其特征在于，所述步驟1)中機器人彈性關節運動學模型基于牛頓-歐拉公式的n自由度，表示為：

τ_e＝K(R^-1q_m-q_e) (2)

同時，

其中q_e、分別為關節位置、速度、加速度矢量，τ_e為關節力矩矢量，是慣性矩陣，是離心力和科氏力矢量，是關節摩擦力矩矢量，是重力力矩或力矢量，q_m、分別是電機位置、速度、加速度矢量，J_m是轉子轉動慣量矩陣，τ_m是電機力矩向量，K是關節剛度矩陣，R是減速器減速比矩陣，是電機摩擦力矩矢量。

3.根據權利要求1所述的一種考慮關節彈性的工業機器人動力學參數辨識方法，其特征在于，所述動力學模型采用庫侖摩擦+粘滯摩擦模型，表示為：

其中，F_ve和F_se分別是關節的粘滯摩擦系數和庫侖摩擦系數矩陣。

4.根據權利要求1所述的一種考慮關節彈性的工業機器人動力學參數辨識方法，其特征在于，所述動力學模型采用庫侖摩擦模型，表示為：

其中，F_sm是電機的庫侖摩擦系數矩陣。