工業(yè)機(jī)器人動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)方法研究.pdf

1、機(jī)器人技術(shù)正在向高速、高精度和智能化方向發(fā)展，因此，對(duì)機(jī)器人的控制精度提出了更高的要求。相比于傳統(tǒng)僅基于誤差反饋的控制方案，基于模型的控制由于加入了機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)模型，因而可提高機(jī)器人的動(dòng)態(tài)性能及對(duì)軌跡的跟蹤精度。構(gòu)造基于模型的控制方案離不開精確的動(dòng)力學(xué)模型，然而實(shí)際機(jī)器人存在諸多影響動(dòng)力學(xué)的因素，必須對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償。采用對(duì)整體機(jī)器人進(jìn)行動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)的方法，既不增加動(dòng)力學(xué)模型的復(fù)雜性，又可體現(xiàn)各種動(dòng)力學(xué)影響因素的作用，獲取最接近機(jī)器人實(shí)

2、際動(dòng)態(tài)特性的動(dòng)力學(xué)模型。本文針對(duì)典型工業(yè)機(jī)器人，根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合對(duì)精度的不同要求，提出了連接組合體方法及測(cè)力與測(cè)電流相結(jié)合方法兩種動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)方案，相對(duì)于傳統(tǒng)辨識(shí)方法，前者的優(yōu)點(diǎn)是可減小計(jì)算量及累積誤差，進(jìn)而提高辨識(shí)精度，并可用連接組合體的參數(shù)辨識(shí)值表示關(guān)節(jié)的最小參數(shù)集參數(shù)，使辨識(shí)結(jié)果不受負(fù)載變化影響；后者的優(yōu)點(diǎn)是，可實(shí)現(xiàn)機(jī)械臂慣性參數(shù)與摩擦的解耦，進(jìn)而可通過實(shí)驗(yàn)的方法構(gòu)建關(guān)節(jié)摩擦模型，提高慣性參數(shù)與摩擦模型各自的辨識(shí)精度。
　　論

3、文首先建立了串聯(lián)機(jī)器人系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型，并對(duì)該模型進(jìn)行線性化，進(jìn)而得到用于動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)的線性模型。分析了串聯(lián)機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)以及影響動(dòng)力學(xué)建模精度的因素，指出了動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)在補(bǔ)償各種影響因素方面的優(yōu)點(diǎn)，介紹了機(jī)器人動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)及動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)所包含的幾個(gè)部分的主要內(nèi)容。
　　接著，論文從能量方程的角度對(duì)機(jī)器人參數(shù)可辨識(shí)性與關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的關(guān)系進(jìn)行了分析。通過該方法，無需對(duì)機(jī)器人進(jìn)行復(fù)雜的符號(hào)推導(dǎo)，只需知道機(jī)器人的關(guān)節(jié)配置，就可知

4、道要辨識(shí)某個(gè)參數(shù)所必需給定的機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)。這一關(guān)系對(duì)論文后續(xù)采用連接組合體方法辨識(shí)時(shí)，如何進(jìn)行關(guān)節(jié)鎖定具有指導(dǎo)意義。論文還從能量方程的角度對(duì)同一機(jī)械臂的參數(shù)獨(dú)立性進(jìn)行了證明，現(xiàn)存的動(dòng)力學(xué)參數(shù)辨識(shí)都沒有進(jìn)行這一工作。
　　論文根據(jù)力矩測(cè)量手段的不同，將現(xiàn)有辨識(shí)方法分為測(cè)電流辨識(shí)與測(cè)力辨識(shí)兩類，對(duì)兩種方法各自的原理、特點(diǎn)進(jìn)行了介紹，并指出兩種方法各自的不足，針對(duì)這些不足，論文基于辨識(shí)成本與所期望的精度兩方面的考慮，對(duì)兩種方法分別進(jìn)行