[發明專利]關節動力學模型優化方法、系統、終端設備及存儲介質

在審

• 申請號: 202011049983.X
• 申請日: 2020-09-29
• 公開（公告）號: CN112199833A
• 公開（公告）日: 2021-01-08
• 發明（設計）人: 白杰;葛利剛;劉益彰;謝錚;黃忠葵;熊友軍
• 申請（專利權）人: 深圳市優必選科技股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F119/14
• 代理公司: 深圳中一聯合知識產權代理有限公司 44414
• 代理人: 肖遙

1.一種關節動力學模型優化方法，其特征在于，所述方法包括：

將針對關節的期望參數值輸入關節動力學模型，并指示所述關節動力學模型根據所述期望參數值對所述關節進行驅動控制；

獲取所述關節在所述關節動力學模型的驅動控制下的檢測參數值，并根據所述檢測參數值和所述期望參數值進行誤差運算，得到動力學誤差參數值；

根據所述動力學誤差參數值對所述關節動力學模型中所述關節上電機和力矩補償設備的動力學運算參數值進行參數優化，所述電機用于在所述關節動力學模型的驅動控制下驅動所述關節轉動，所述力矩補償設備用于對所述電機進行力矩的補償。

2.如權利要求1所述的關節動力學模型優化方法，其特征在于，所述關節動力學模型中的動力學方程為：

τ＝Yp

其中，τ是力矩損耗值，τ_o是所述電機的輸出力矩，τ_i是電機的輸入力矩，p是所述關節動力學模型中所述關節上所述電機和所述力矩補償設備的動力學運算參數值，k_c是所述關節的庫侖摩擦力，k_v是所述關節的粘性摩擦力的系數，c₀是所述關節的庫侖摩擦力固定偏置值，是電機的慣量，θ、和分別是所述檢測參數值中所述關節的角位置檢測值、角速度檢測值和角加速度檢測值，k_p是所述力矩補償設備的補償系數，θ₀是所述力矩補償設備與所述電機之間安裝角度的常數系數，Y是所述檢測參數值。

3.如權利要求2所述的關節動力學模型優化方法，其特征在于，所述根據所述檢測參數值和所述期望參數值進行誤差運算所采用的計算公式為：

其中，是所述動力學誤差參數值，θ_d、和分別是所述期望參數值中針對所述關節的角位置期望值、角速度期望值和角加速度期望值，Γ為預設常數，包括慣量優化值、庫侖摩擦力優化值、粘性摩擦力的優化系數、補償系數優化值、庫侖摩擦力固定偏置優化值和常數系數優化值。

4.如權利要求3所述的關節動力學模型優化方法，其特征在于，所述根據所述動力學誤差參數值對所述關節動力學模型中所述關節上電機和力矩補償設備的動力學運算參數值進行參數優化，包括：

根據所述動力學誤差參數值中的慣量優化值、庫侖摩擦力優化值、粘性摩擦力的優化系數、補償系數優化值、庫侖摩擦力固定偏置優化值和常數系數優化值分別對所述關節動力學模型中的所述電機的慣量、所述關節的庫侖摩擦力、所述關節的粘性摩擦力的系數、所述力矩補償設備的補償系數、所述關節的庫侖摩擦力固定偏置值中所述力矩補償設備與所述電機之間安裝角度的常數系數進行參數更新。

5.如權利要求1所述的關節動力學模型優化方法，其特征在于，所述根據所述動力學誤差參數值對所述關節動力學模型中所述關節上電機和力矩補償設備的動力學運算參數值進行參數優化之后，還包括：

分別獲取所述動力學運算參數值與所述動力學誤差參數值之間不同參數的參數差值；

若所述動力學誤差參數值與所述動力學運算參數值之間任一參數的參數差值大于差值閾值，則更新所述期望參數值，并將更新后的所述期望參數值輸入所述關節動力學模型；

指示所述關節動力學模型根據更新后的所述期望參數值對所述關節進行驅動控制；

獲取所述關節在所述關節動力學模型的驅動控制下的檢測參數值，并根據所述檢測參數值和更新后的所述期望參數值進行誤差運算，得到動力迭代參數；

根據所述動力迭代參數對所述關節動力學模型中所述關節上電機和力矩補償設備的動力學運算參數值進行參數迭代。

6.如權利要求5所述的關節動力學模型優化方法，其特征在于，所述分別獲取所述動力學運算參數值與所述動力學誤差參數值之間不同參數的參數差值之后，還包括：

若所述動力學誤差參數值與所述動力學運算參數值之間所有參數的參數差值均小于或等于所述差值閾值，則停止對所述關節動力學模型的參數優化。