The invention discloses a method for identifying the joint friction force of SCARA robot based on LuGre friction model, which includes the following steps: S1, using LuGre friction model to model the joint friction force of the robot, using sinusoidal excitation curve to excite the joint of the robot sequentially, obtaining the mapping relationship between the joint friction force and the velocity of the robot; S2, according to the different stages of the friction phenomenon, according to the location of the joint friction force. This paper describes the mapping relationship between joint friction and velocity of robot to identify the parameters of LuGre friction model. The present invention is a simple and effective method for joint friction identification of a robot with limited motion space, and has important significance for improving the performance of the robot.
【技术实现步骤摘要】
基于LuGre摩擦模型的机器人关节摩擦力辨识方法
本专利技术属于机器人控制领域,主要是基于LuGre摩擦模型的机器人关节摩擦力辨识方法。基于LuGre模型的机器人关节摩擦力辨识方法。
技术介绍
在机器人关节内部,齿轮、轴承等传动结构之间存在着复杂的摩擦现象,既有滚动摩擦也有滑动摩擦。摩擦现象会使伺服系统出现爬行、震荡或者稳态误差,这会对机器人运动平稳性和控制精度产生不良的影响。另一方面,摩擦现象所引起的磨损、发热等是导致机器人关节老化、损坏的主要因素。对机器人关节摩擦力进行建模和辨识对提高机器人的性能有重要的意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足,满足现有的需求,提供基于LuGre摩擦模型的机器人关节摩擦力辨识方法。该方法使用LuGre摩擦模型对机器人关节摩擦力进行建模。然后使用正弦位移曲线对机器人关节进行激励,建立机器人关节摩擦力与关节速度的映射关系,接着,在摩擦力的不同阶段辨识LuGre模型的各个参数。为了实现上述目的,本专利技术提供一种基于LuGre摩擦模型的SCARA机器人关节摩擦力辨识方法,包括如下步骤:S1,采用LuGre摩擦模型对机器人关节摩擦力进行建模,使用正弦激励曲线依次对机器人关节进行激励,获得机器人关节摩擦力-速度映射关系;S2,在摩擦现象的各个阶段,根据所述机器人关节摩擦力-速度映射关系辨识LuGre摩擦模型参数。进一步地,所述LuGre模型的数学模型如下式所示:其中,z为鬃毛变形量,F为关节摩擦力,σ0为鬃毛刚度,σ1为鬃毛阻尼系数,σ2为粘滞摩擦力系数,Fc是库仑摩擦力,Fs是静摩擦力,Vs为斯特里贝克速度。进 ...
【技术保护点】
1.一种基于LuGre摩擦模型的SCARA机器人关节摩擦力辨识方法,其特征在于,包括如下步骤:S1,采用LuGre摩擦模型对机器人关节摩擦力进行建模,使用正弦激励曲线依次对机器人关节进行激励,获得机器人关节摩擦力‑速度映射关系;S2,在摩擦现象的各个阶段,根据所述机器人关节摩擦力‑速度映射关系辨识LuGre摩擦模型参数。
【技术特征摘要】
1.一种基于LuGre摩擦模型的SCARA机器人关节摩擦力辨识方法,其特征在于,包括如下步骤:S1,采用LuGre摩擦模型对机器人关节摩擦力进行建模,使用正弦激励曲线依次对机器人关节进行激励,获得机器人关节摩擦力-速度映射关系;S2,在摩擦现象的各个阶段,根据所述机器人关节摩擦力-速度映射关系辨识LuGre摩擦模型参数。2.根据权利要求1所述基于LuGre摩擦模型的SCARA机器人关节摩擦力辨识方法,其特征在于,所述LuGre模型的数学模型如下式所示:其中,z为鬃毛变形量,F为关节摩擦力,σ0为鬃毛刚度,σ1为鬃毛阻尼系数,σ2为粘滞摩擦力系数,Fc是库仑摩擦力,Fs是静摩擦力,Vs为斯特里贝克速度。3.根据权利要求1所述基于LuGre摩擦模型的SCARA机器人关节摩擦力辨识方法,其特征在于,所述步骤S1中,所述正弦激励曲线的参数数值根据所用的机器人运动空间确定。4.根据权利要求2所述基于LuGre摩擦模型的SCARA机器人关节摩擦力辨识方法,其特征在于,所述步骤S1包括:建立机器人的动力学模型:其中M(q)为机械臂质量矩阵,为惯性力,为哥氏力和离心力,G(q)为重力,τ为关节驱动力,τf为关节摩擦力;为了辨识关节摩擦模型的摩擦参数,先建立机器人关节摩擦力与关节速度的动态关系;对于Scara机器人的前两个机械臂来说,关节轴方向与重力方向平行,重力对关节力矩没有影响,若让机器人其中一个关节跟踪正弦运动,其他非激励关节锁定,哥氏力和离心力为0,测量出对应的关节速度与加速度和关节力矩,则有:取关节激励位移曲线为:x(q)=A(1-cos(wt))理论速度为:v(q)=Awsin(wt)加速度为:a(q)=Aw2cos(wt)式中,A为幅...
【专利技术属性】
技术研发人员:李琳,林燕龙,邹焱飚,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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