工业机器人的惯性参数的辨识方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种工业机器人的惯性参数的辨识方法及系统，所述辨识方法包括：将工业机器人的第i+1至N个关节锁定；确定第i至N个连杆构成第i个连接组合体；获取第i个至第N‑1个连接组合体的第一惯性参数集和第N个连杆的第二惯性参数集；建立目标惯性参数递推公式；在第i个关节处于不同转动速度下，分别计算第一惯性参数集中的不同的第一惯性参数；获取第i个连杆对应的目标惯性参数集。本发明专利技术通过锁定关节形成连接组合体，每次的辨识的组合体都相当于末端连杆，且每次辨识相互独立，因此大大减小了误差累积；在关节处于匀速转动、匀加速运动的情况下分开辨识出每个连接组合体的各个惯性参数，从而极大地提高了对惯性参数的辨识精度。

IDENTIFICATION METHOD AND SYSTEM OF INERTIAL PARAMETERS OF INDUSTRIAL ROBOT

The invention discloses an identification method and system of inertia parameters of an industrial robot, which includes: locking the i+1 to N joints of an industrial robot; determining the I to N connecting rods to form the i-th connecting assembly; obtaining the first inertia parameter set of the I to N_1 connecting assembly and the second inertia parameter set of the N-th connecting rod; and establishing the target inertia parameter recurrence. The first inertia parameters in the first inertia parameter set are calculated separately under different rotational speeds of the first joint, and the target inertia parameter set corresponding to the second connecting rod is obtained. By locking the joint to form a connection assembly, each identification assembly is equivalent to the end connecting rod, and each identification is independent, so the error accumulation is greatly reduced; each inertia parameter of each connection assembly is separately identified under the condition of the joint rotating at uniform speed and accelerating motion, thus greatly improving the identification accuracy of inertia parameters.

【技术实现步骤摘要】
工业机器人的惯性参数的辨识方法及系统
本专利技术涉及工业机器人控制
，特别涉及一种工业机器人的惯性参数的辨识方法及系统。
技术介绍
随着工业机器人技术正在向高速、高精度和智能化方向发展，工业机器人的控制精度要求也越来越高。相比于传统仅基于误差反馈的控制方案，基于模型的力控制由于加入工业机器人的动力学模型，从而提高了工业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，而建立精确的动力学模型的前提就是实现对动力学参数(包括惯性参数和摩擦参数)的精准辨识。现有的工业机器人的惯性参数的辨识方法主要包括：(1)耿令波的论文《工业工业机器人动力学参数辨识方法研究》中说明，通过加装力/力矩传感器，采用测力与测电流相结合的方法进行动力学参数的全部辨识。具体地，先通过力/力矩传感器辨识惯性参数，再通过测电流来辨识关节摩擦，这种方法惯性参数的辨识不受摩擦影响，因而可以提高辨识精度。但是，这种方法的局限性在于必须安装外部力/力矩传感器，使成本极大地增加，同时安装传感器后由于安装精度和传感器自身的形变，会使工业机器人运动学模型产生偏差；且对于关节摩擦模型的辨识只限于对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种工业机器人的惯性参数的辨识方法，所述工业机器人包括N个关节和N个连杆，第i个连杆两端分别连接第i个关节和第i+1个关节，i、N均为正整数，i+1≤N，其特征在于，所述辨识方法包括：将所述工业机器人的第i+1至N个关节锁定，其中，所述工业机器人的第i至N个连杆组成第i个连接组合体；分别获取第i个至第N‑1个所述连接组合体对应的第一惯性参数集和第N个连杆对应的第二惯性参数集；根据所述第一惯性参数集和所述第二惯性参数集建立目标惯性参数递推公式；在第i个关节处于不同转动速度下，分别计算得到第i个所述连接组合体对应的所述第一惯性参数集中的不同的第一惯性参数；其中，每个所述第一惯性参数之间均可辨识...

【技术特征摘要】
1.一种工业机器人的惯性参数的辨识方法，所述工业机器人包括N个关节和N个连杆，第i个连杆两端分别连接第i个关节和第i+1个关节，i、N均为正整数，i+1≤N，其特征在于，所述辨识方法包括：将所述工业机器人的第i+1至N个关节锁定，其中，所述工业机器人的第i至N个连杆组成第i个连接组合体；分别获取第i个至第N-1个所述连接组合体对应的第一惯性参数集和第N个连杆对应的第二惯性参数集；根据所述第一惯性参数集和所述第二惯性参数集建立目标惯性参数递推公式；在第i个关节处于不同转动速度下，分别计算得到第i个所述连接组合体对应的所述第一惯性参数集中的不同的第一惯性参数；其中，每个所述第一惯性参数之间均可辨识且相互独立；所述第二惯性参数集中的第二惯性参数均可辨识且相互独立；将所述第一惯性参数和所述第二惯性参数输入至所述目标惯性参数递推公式，获取第i个所述连杆对应的目标惯性参数集；其中，所述目标惯性参数集中的每个目标惯性参数均可辨识且相互独立。2.如权利要求1所述的工业机器人的惯性参数的辨识方法，其特征在于，当i＝1时，所述第i个关节处于不同转动速度包括第1个关节匀速转动和第1个关节匀加速转动；当i＞1时，所述第i个关节处于不同转动速度包括N个关节中只有第i个关节匀速转动、N个关节中只有第i个关节匀加速转动、N个关节中第1至i个关节一起匀速转动和N个关节中第1至i个关节一起匀加速转动。3.如权利要求1所述的工业机器人的惯性参数的辨识方法，其特征在于，所述在第i个关节处于不同转动速度下，分别计算得到第i个所述连接组合体对应的所述第一惯性参数集中的不同的第一惯性参数的步骤包括：获取所述工业机器人中第i个关节的力矩方程；在第i个关节处于不同转动速度下，根据所述第i个关节的所述力矩方程计算得到第i个所述连接组合体对应的所述第一惯性参数集中的不同的所述第一惯性参数。4.如权利要求1所述的工业机器人的惯性参数的辨识方法，其特征在于，所述根据所述第一惯性参数集和所述第二惯性参数集建立目标惯性参数递推公式的步骤包括：分别对第i+1个至第N-1个所述连接组合体对应的所述第一惯性参数集相对于第i个所述连接组合体所处的坐标系进行平行轴坐标变换或旋转坐标变换，获取中间惯性参数集；根据第i个所述连接组合体对应的所述第一惯性参数集、第i+1个至第N-1个所述连接组合体对应的所述中间惯性参数集和所述第二惯性参数集，建立所述目标惯性参数递推公式。5.如权利要求4所述的工业机器人的惯性参数的辨识方法，其特征在于，所述根据第i个所述连接组合体对应的所述第一惯性参数集、第i+1个至第N-1个所述连接组合体对应的所述中间惯性参数集和所述第二惯性参数集，建立所述目标惯性参数递推公式的步骤包括：计算第i个所述连接组合体对应的所述第一惯性参数集和第i+1个至第N-1个所述连接组合体对应的所述中间惯性参数集、所述第二惯性参数集的差值，获取惯性参数中间递推公式；获取第i个关节的设定锁定角度；分别将不同的所述设定锁定角度输入至所述惯性参数中间递推公式，获取所述目标惯性参数递推公式。6.如权利要求5所述的工业机器人的惯性参数的辨识方法，其特征在于，所述设定锁定角度包括0和-π/2。7.一种工业机器人的惯性参数的辨识系统，所述工业机器人包括N个关节和N个连杆，第i个连杆两端分别连接第i个关...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘炳伟，杨忠林，
申请(专利权)人：上海电气集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31