一种多轴机械臂关节伺服控制参数调整优化方法技术

本发明专利技术涉及多轴机械臂关节伺服控制技术领域的一种多轴机械臂关节伺服控制参数调整优化方法，将各关节伺服系统惯量比值、期望速度环带宽的值设为相同；控制器下发小信号速度指令给每个关节伺服驱动器；运行并反馈电机角度信息和实际速度信息；读取角度信息和实际速度信息并分析实际速度环带宽；将各个关节伺服驱动系统的实际速度环带宽按照大小排序；计算各个关节伺服驱动器的实际速度环带宽与期望速度环带宽的值的误差并判断是否属于设定允许的误差范围；调整惯量比值，使实际速度环宽带的误差属于设定允许的误差范围；固定惯量比值。本发明专利技术可更快速地估测伺服驱动系统速度环带宽和惯量来调整优化控制器参数。带宽和惯量来调整优化控制器参数。带宽和惯量来调整优化控制器参数。

【技术实现步骤摘要】
一种多轴机械臂关节伺服控制参数调整优化方法


[0001]本专利技术涉及多轴机械臂关节伺服控制
，特别涉及一种多轴机械臂关节伺服控制参数调整优化方法。

技术介绍

[0002]机器人关节伺服控制，一般为三环控制，分别为位于最外面的位置控制环，中间的速度控制环，最内层的电流控制环。电流控制环仅与带宽设定和电机参数相关，一般在电机选定之后，电流控制环参数就不再改变。而速度控制环和位置控制环控制参数，需要根据负载状况，性能要求等进行调节，以达到最优效果。位置控制环参数在一般伺服设计中，与速度环参数，如带宽进行关联设计，如速度环带宽确定了，则位置环带宽随之自动确定。因此，速度环控制参数调整尤为重要，也更复杂。现有技术中，传统的速度环控制器采用比例
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积分控制器，即PI控制器。PI控制器的参数设置一般与伺服系统的系统惯量，带宽设定有关。当系统惯量值确定之后，根据要求的性能，设置速度环带宽值，则速度环控制器控制参数值就确定了。由此可见，系统惯量值的确定是关键。然而，在机器人机械臂系统中，每一关节伺服电机所带的负载惯量难以确定，原因在于，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多轴机械臂关节伺服控制参数调整和优化方法，其特征在于，包括步骤如下：S1，将多轴机械臂各关节伺服系统惯量比值设定为相同，将多轴机械臂各关节伺服系统期望速度环带宽的值设为相同，且各关节伺服系统均满足Kp＝f(R，BW_set)Ki＝f(Kp)R＝J
L
/Jm；S2，控制器同时下发小信号速度指令给每个关节伺服驱动器；S3，关节伺服驱动器基于收到的速度指令运行并反馈电机角度信息和实际速度信息；S4，控制器读取各个关节伺服驱动器角度信息和实际速度信息并分析实际速度环带宽；S5，将各个关节伺服驱动系统的实际速度环带宽按照大小排序；S6，计算各个关节伺服驱动系统的实际速度环带宽与期望速度环带宽的值的误差；S7，对比上述误差是否属于设定允许的误差范围；S8，调整误差超过设定允许的误差范围内的关节伺服驱动系统的惯量比值，直至所有其实际速度环宽带的误差属于设定允许的误差范围；SN，固定各个关节伺服驱动系统的惯量比；上述关系式中，各符号意义如下：惯量比值R、带宽设置值BW_set、负载惯量J
L
、电机惯量J
m
、比例增益值Kp是惯量比值R和带宽设置值BW_set的函数；积分增益值Ki是Kp的函数；惯量比值R是负载惯量J
L
和电机惯量J
m
的比值。2.根据权利要求1所述的一种多轴机械臂关节伺服控制参数调整和优化方法，其特征在于，还包括S9，将多轴机械臂各关节伺服系统惯量比值设定为相同，该值小于S1步骤中多轴机械臂各关节伺服系统惯量比值；然后将多轴机械臂各关节伺服系统期望速度环带宽的值设为相同，然后回到S2。3.根据权利要求1或2任一所述的一种多轴机械臂关节伺服控制参数调整和优化方法，其特征在于，还包括S10，判断当前多轴机械臂各关节伺服系统在空载运行和负载运行时是否发生振动；若发生振动，则调整相应的关节伺服控制系统的期望速度环带宽的值，直至多轴机械臂各关节伺服系统在空载运行和负载运行时均不发生振动。4.根据权利要求3所述的一种多轴机械臂关节伺服控制参数调整和优化方法，其特征在于，所述S10具体步骤如下：S10.1，空载状态下，运行多轴机械臂，各关节伺服控制系统将电流信息经过高频滤波器过滤后传输给控制器；S10.2，控制器根据收到的电流信息判断机械臂各关节伺服系统是否发生机械振动；S10.3，若发生振动，则下调相应的关节伺服控制系统的期望速度环带宽的值；若未发生振动，进入步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦鲲，张建政，董易，李方保，李亮华，
申请(专利权)人：上海飒智智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：