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机器人动力学参数辨识

本文研究了机器人动力学参数辨识问题。首先,从机器人动力学Lagrange方程推导出一种适用于多自由  (本文共10页) 阅读全文>>

湖南大学
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改进模拟退火优化遗传算法的机器人动力学参数辨识

为了满足机器人的工作速度和精度的要求,基于机器人动力学模型的控制方法被广泛采用,如何采用动力学参数辨识的方式优化机器人动力学模型是机器人动力学研究的热点问题。在动力学参数辨识算法方面,相比于最小二乘法、最大似然法、神经网络算法等,遗传算法在鲁棒性,适应性和并行性上有一定优势,在解决机器人这类非线性系统的参数辨识问题上有广阔前景,本文提出了改进模拟退火优化遗传算法对机器人动力学参数进行辨识。论文首先介绍了机器人动力学建模的几种重要方法,对动力学建模所需动力学特性参数中重要参数进行了介绍,其次对机器人动力学的几种影响因素进行了分析,根据机器人力传感器信号通过牛顿欧拉动力学递推方程辨识机器人动力学参数,并给出了辨识步骤。然后根据遗传算法和模拟退火算法进行改进、优化和融合,提出改进模拟退火优化遗传算法。改进模拟退火优化遗传算法采用浮点数编码和小区间生成初始种群;遗传操作采用分组选择,算数交叉与启发式交叉混合的自适应交叉以及自适应变异;在...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
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工业机器人动力学参数辨识方法研究

机器人技术正在向高速、高精度和智能化方向发展,因此,对机器人的控制精度提出了更高的要求。相比于传统仅基于误差反馈的控制方案,基于模型的控制由于加入了机器人的动力学模型,因而可提高机器人的动态性能及对轨迹的跟踪精度。构造基于模型的控制方案离不开精确的动力学模型,然而实际机器人存在诸多影响动力学的因素,必须对其进行补偿。采用对整体机器人进行动力学参数辨识的方法,既不增加动力学模型的复杂性,又可体现各种动力学影响因素的作用,获取最接近机器人实际动态特性的动力学模型。本文针对典型工业机器人,根据应用场合对精度的不同要求,提出了连接组合体方法及测力与测电流相结合方法两种动力学参数辨识方案,相对于传统辨识方法,前者的优点是可减小计算量及累积误差,进而提高辨识精度,并可用连接组合体的参数辨识值表示关节的最小参数集参数,使辨识结果不受负载变化影响;后者的优点是,可实现机械臂惯性参数与摩擦的解耦,进而可通过实验的方法构建关节摩擦模型,提高惯性参数...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京航空航天大学
南京航空航天大学

工业机器人动力学参数辨识

工业机器人已经成为提高生产力不可或缺的手段。日益提高的质量要求和新的应用对机器人精度,可靠性和性能提出了更高的要求。目前,大多数国产机器人仍使用简单的PID运动控制器,未考虑机器人复杂的非线性动力学特性,这就限制了机器人的精度和性能。之所以这些控制器未考虑机器人动力学特性的一个重要原因是难以获得精准的动力学参数。基于实验的机器人参数辨识是唯一有效的获取精准动力学参数的方法。机器人参数辨识使用在精心设计的实验中所测得的运动参数和驱动器力矩来估计实际的动力学模型。考虑到6自由度串联机器人肘部连杆和腕部连杆惯性参数值的巨大差异,提出了一种分步辨识的方法,将机器人分为肘关节和腕关节两步辨识。该方法简化了辨识过程,能简单有效的得到6自由度串联机器人的动力学参数。机器人的动力学模型随着关节的增多变得越加的复杂,使得冗余自由度机器人辨识方程难以求解,参数估计效率低。针对该问题,提出了一种顺序辨识方法。每次辨识时只驱动3个关节轴,固定其它关节轴...  (本文共91页) 本文目录 | 阅读全文>>

东南大学
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关节型机器人的动力学参数辨识及前馈控制研究

工业机器人集现代制造技术、新型材料技术和信息控制技术为一体,广泛应用于工业生产过程中的搬运、焊接、装配、加工、涂装等方面,并且正向着高速、高精度、高智能化的方向发展,加之产业需求的不断扩大与提升,诸如新型的激光焊接、激光切割等现代任务对机器人的控制精度提出了更加严苛的要求。在传统的机器人控制策略中,由于伺服驱动器内部的PID调节忽略了机器人运动控制中的各项非线性因素,因而,仅通过误差反馈的控制策略是无法保证机器人在高速运行时的控制精度的。而基于机器人动力学模型的前馈补偿控制,可以加快伺服驱动器内部的误差收敛速度,进而改善机器人的动态响应特性。国外先进的整机制造商已将基于动力学模型的力矩补偿技术融入到机器人控制器中,国内现阶段已经投入了大量的时间与精力用于开展机器人的动力学相关研究,虽然理论研究较为深入,但大部分的研究都停留在仿真环节。本文针对工业现场典型的关节型机器人,在总结国内已有研究成果的基础上,设计并完善了关节型机器人的动...  (本文共82页) 本文目录 | 阅读全文>>

哈尔滨工业大学
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空间机器人动力学参数辨识及其软件设计

由于加工、装配误差以及在轨燃料消耗等原因,空间机器人名义动力学参数与实际动力学参数相比存在一定的误差,而空间机器人路径规划和地面机器人不同,其广义雅克比矩阵包含动力学参数,从而使计算轨迹偏离所要求的路径,所以必须对动力学参数进行辨识,另一方面,为了提高控制精度,也需要精确的动力学参数。因此,动力学参数辨识尤为重要。然而,在空间微重力环境下,某些利用重力平衡原理的辨识方法无法应用;此外,用于测量空间机器人关节加速度和驱动力矩的传感器,信噪比也较低。因而,在考虑空间机器人的实际工作状态的情况下,研究一种经济、可行的动力学参数辨识方法,一直是该领域的研究难点,同时也是本文研究的目的所在。本文采用基于角动量守恒的动力学参数辨识方法,通过测量安装在基座上的反作用力飞轮的角动量,并与利用系统名义动力学参数所计算的飞轮角动量相比较来完成辨识过程。依据此种方法,空间机器人系统仅需安装常规的关节角位移和角速度传感器、基座角位移和角速度传感器,而无...  (本文共71页) 本文目录 | 阅读全文>>