重载机器人动力学建模和参数辨识

摘要

获取准确的动力学模型对于提高重载机器人的控制性能具有非常重要的作用,其难点在于如何对模型中的动力学参数进行精确辨识.本文针对自主研发的150kg六自由度重载机器人的动力学建模和参数辨识问题进行了研究.首先在考虑摩擦力的情况下推导了机器人的动力学模型,并将动力学参数的辨识转化为最小二乘估计问题;然后以条件数准则为优化目标,以关节角度、速度、加速度以及工作空间约束为约束条件,采用遗传算法求解生成机器人的最优激励轨迹;在驱动机器人沿激励轨迹运动以获取参数辨识数据的基础上,采用快速傅里叶变换进行滤波预处理消除测量噪声,并通过最小二乘估计得到机器人的辨识参数.实验结果表明了本文所提出方法的可行性和有效性.