基于随机数的多关节机械臂最小动力学参数集的计算方法技术

本发明专利技术公开了一种基于随机数的多关节机械臂最小动力学参数集的计算方法，其步骤是：1、利用随机数模拟机械臂关节运动参数，2、设计变换矩阵对动力学参数的回归矩阵进行列变换，3、分析回归矩阵各列的独立性和相关性，4、计算求解多关节机械臂的最小动力学参数集合。本发明专利技术能够在较短的时间确定多关节机械臂的最小动力学参数集，获取的最小动力学参数集准确、有效，具有较好的辨识性，从而为进一步提升多关节机械臂动力学性能奠定基础。

【技术实现步骤摘要】
基于随机数的多关节机械臂最小动力学参数集的计算方法
本专利技术涉及一种基于随机数的多关节机械臂最小动力学参数集的计算方法。
技术介绍
随着机械臂应用领域的增加，高速高精度是机械臂追求的重要技术性能，全面掌握其动力学性能并进行精准控制是高性能机械臂研发的关键。其中，机械臂动力学参数的辨识是掌握其动力学行性能并进行控制的重要前提。但多关节机械臂动力学模型自身较为复杂，不是所有的参数都能够被辨识出来。因此，从标准动力学参数中筛选确定最小动力学参数集，不仅可以降低动力学参数辨识的复杂度，还可以提高基于动力学模型的机械臂控制的快速性和鲁棒性。国外部分研究人员较早开始关注多关节机械臂最小动力学参数的集合问题。在确定最小动力学参数集的众多方法中，常用思路是：将动力学参数融入机械臂动力学模型中构建新的公式，利用递归的闭环关系法求解所需的动力学参数组合；通过对机械臂动力学参数回归矩阵的分析，总结相应的动力学参数组合规则，并根据机械臂关节间的运动关系，按照组合规则确定最小动力学参数集。但是上述获得最小动力学参数集的方法还有所不足，表现在：一方面需要较长时间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于随机数的多关节机械臂最小动力学参数集的计算方法，其特征是按如下步骤进行：/n步骤1、运用牛顿-欧拉法建立多关节机械臂的动力学模型，线性化处理所述动力学模型中的非线性项，获得所述多关节机械臂线性化的动力学模型；/n步骤2、求解列变换旋转矩阵；/n步骤2.1根据所述多关节机械臂线性化的动力学模型，设定n个采集点的广义观测矩阵函数；/n步骤2.2、生成一组随机数用于模拟机械臂关节的运动参数，从而建立随机广义观测矩阵ψ

【技术特征摘要】
1.一种基于随机数的多关节机械臂最小动力学参数集的计算方法，其特征是按如下步骤进行：
步骤1、运用牛顿-欧拉法建立多关节机械臂的动力学模型，线性化处理所述动力学模型中的非线性项，获得所述多关节机械臂线性化的动力学模型；
步骤2、求解列变换旋转矩阵；
步骤2.1根据所述多关节机械臂线性化的动力学模型，设定n个采集点的广义观测矩阵函数；
步骤2.2、生成一组随机数用于模拟机械臂关节的运动参数，从而建立随机广义观测矩阵ψrandom，且所述随机广义观测矩阵为非列满秩矩阵；
步骤2.3、对所述随机广义观测矩阵ψrandom进行QR分解，得到第一Q矩阵和第一R矩阵，利用式(1)构造列变换原始向量Θ：



式(1)中，为所述第一R矩阵对角线值为零的列位置，为所述第一矩阵对角线值为非零的列位置；
步骤2.4、定义列变换单位向量集合[E1,E2,…,Ei,…,Em]；Ei为第i个元素为“1”，其他元素均为“0”的一个列变换单位向量；
步骤2.5、利用式(2)求解所述随机广义矩阵的列变换旋转矩阵p：
p＝[EΘ1EΘ2...EΘi...EΘm](2)
式(2)中...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢剑伟，陈新法，朱汉子，任远凯，杨凡，韩建辉，陈佳枫，钱钧，曹剑，董方方，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34