本发明专利技术提供了一种机械臂控制参数整定方法、机械臂控制系统、手术机器人、电子设备和可读存储介质，该方法包括：获取机械臂的各个关节的电机参数；根据关节的电机参数，获取理论速度环带宽，并根据关节的电机参数和理论速度环带宽获取理论控制参数和激励信号参数；将伺服驱动器的控制模式设置为速度模式，并根据激励信号参数发送对应的速度指令至伺服驱动器，以控制伺服电机进行相应运动，以根据伺服电机的速度响应情况对关节的控制参数进行自整定。本发明专利技术可以不依赖于经验法，只需输入相关的伺服系统参数，即可进行自动化参数整定，每个关节只需要一到两次测试即可得到相应的结果，不需要多次调整参数和测试。需要多次调整参数和测试。需要多次调整参数和测试。
【技术实现步骤摘要】
机械臂控制参数整定方法及机械臂控制系统
[0001]本专利技术涉及机器人
，特别涉及一种机械臂控制参数整定方法及机械臂控制系统。
技术介绍
[0002]多关节机械臂控制系统是一个复杂的机电系统，一般具有6个或多个关节，每一个关节包含一套伺服系统，一套伺服系统由一台伺服电机和一台伺服驱动器组成，且所有关节组件联动，用于调整机械臂的运动。每一个关节的伺
[0003]服系统都需要对其控制参数进行针对性调试，并根据各关节的伺服系统特性对多关节机械臂系统进行参数调试。传统的机械臂系统参数调试，一般是通过经验法设计控制参数，并给出激励信号作为速度指令，观察反馈速度曲线，经过多次参数调整和测试，才能得到相对较优的结果。传统的机械臂系统参数调试方法存在以下问题：
[0004]1、经验法需要拥有一定的知识水平和经验，对操作人员要求较高；
[0005]2、在控制参数的选定中，需要依靠人为经验进行预判，需要不断的调整参数和测试，因而需要较长的时间；
[0006]3、参数取值往往只能以试凑为主，很难达到较优的性能，容易造成电机性能浪费或控制器不稳定。
[0007]需要说明的是，公开于该专利技术
技术介绍
部分的信息仅仅旨在加深对本专利技术一般
技术介绍
的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于提供一种机械臂控制参数整定方法、机械臂控制系统和电子设备，可以不依赖于经验法，只需输入相关的伺服系统参数，即可进行自动化参数整定，每个关节只需要一到两次测试即可得到相应的结果，不需要多次调整参数和测试。
[0009]为达到上述目的，本专利技术提供一种机械臂控制参数整定方法，包括：
[0010]获取所述机械臂的各个关节的电机参数；
[0011]针对每一个所述关节，根据该关节的电机参数，获取该关节的理论速度环带宽，并根据该关节的电机参数和理论速度环带宽获取该关节的理论控制参数和激励信号参数；以及
[0012]依次对每一个所述关节执行下述操作：
[0013]将所述关节的伺服驱动器的控制模式设置为速度模式，并根据所述关节的激励信号参数发送对应的速度指令至所述关节的伺服驱动器，以使得所述关节的伺服驱动器根据所述速度指令和所述关节的理论控制参数控制所述关节的伺服电机进行相应运动，以根据所述伺服电机的速度响应情况对所述关节的控制参数进行自整定，从而获取所述关节的自整定控制参数。
[0014]可选的，所获取的所述电机参数包括电机额定电流、电机最大过载电流、设计过载倍数、电机惯量、线电阻、线电感、转矩系数和额定转速中的至少一者。
[0015]可选的，所述根据该关节的电机参数获取该关节的理论速度环带宽，包括：
[0016]根据该关节的设计过载倍数、电机最大过载电流和电机额定电流，获取该关节的修正系数；
[0017]根据该关节的电机惯量、线电阻和转矩系数，获取该关节的机械时间常数；
[0018]根据该关节的修正系数和机械时间常数的比值，获取该关节的理论速度环带宽。
[0019]可选的，所述关节的控制参数包括速度环控制参数和电流环控制参数；
[0020]所述根据该关节的电机参数和理论速度环带宽获取该关节的理论控制参数，包括：
[0021]根据该关节的理论速度环带宽、电机惯量和该关节的转矩系数，获取该关节的理论速度环控制参数；以及
[0022]根据该关节的理论速度环带宽、该关节的线电阻和线电感，获取该关节的理论电流环控制参数。
[0023]可选的，所述根据该关节的电机参数和理论速度环带宽获取该关节的激励信号参数，包括：
[0024]根据该关节的理论速度环带宽和该关节的额定转速，确定该关节的激励信号参数，其中，该关节的激励信号的最高频率不超过该关节的2倍的理论速度环带宽，该关节的激励信号的幅值为该关节的额定转速的0.05倍～0.1倍。
[0025]可选的，所述根据所述伺服电机的速度响应情况对所述关节的控制参数进行自整定，从而获取所述关节的自整定控制参数，包括：
[0026]获取所述伺服电机在运动过程中的实际速度，并根据所述实际速度和对应的指令转速，获取所述关节的实际速度环带宽；
[0027]根据所述关节的实际速度环带宽和理论速度环带宽之间的误差对所述关节的控制参数进行调整，以获取所述关节的自整定控制参数。
[0028]可选的，所述根据所述关节的实际速度环带宽和理论速度环带宽之间的误差对所述关节的控制参数进行调整，以获取所述关节的自整定控制参数，包括：
[0029]判断所述述关节的实际速度环带宽和理论速度环带宽之间的误差是否小于预设阈值；
[0030]若是，则将所述关节的理论控制参数作为该关节的自整定控制参数；
[0031]若否，则对所述关节执行下述操作：
[0032]将所述关节的实际速度环带宽作为新的理论速度环带宽，并根据所述关节的更新后的理论速度环带宽和电机参数，更新所述关节的理论控制参数和激励信号参数；
[0033]根据所述关节的更新后的激励信号参数发送对应的速度指令至所述关节的伺服驱动器，以使得所述关节的伺服驱动器根据所述速度指令和更新后的理论控制参数控制所述关节的伺服电机进行相应运动；
[0034]获取所述伺服电机在运动过程中的实际速度，并根据所述关节的伺服电机在运动过程中的实际速度和对应的指令转速，获取所述关节的实际速度环带宽；
[0035]重复执行以上所有步骤，直至所述述关节的实际速度环带宽和理论速度环带宽之
间的误差小于所述预设阈值。
[0036]可选的，所述整定方法还包括：
[0037]根据各个所述关节的自整定控制参数和与所述自整定控制参数对应的速度环带宽和激励信号参数，控制所述机械臂的各个关节的伺服电机进行相应运动，以根据各个所述伺服电机的速度响应情况对各个所述关节的控制参数进行整体整定，从而获取各个所述关节的整体整定控制参数。
[0038]为达到上述目的，本专利技术还提供一种机械臂控制系统，包括参数录入模块、上位机控制器和关节伺服驱动器模块，所述参数录入模块和所述关节伺服驱动器模块均与所述上位机控制器通信连接；
[0039]所述参数录入模块被配置为接收所述机械臂的各个关节的电机参数的录入操作；
[0040]所述上位机控制器被配置为实现上文所述的机械臂控制参数整定方法；
[0041]所述关节伺服驱动器模块被配置为根据所述上位机控制器下发的控制指令控制所述机械臂进行相应运动，所述关节伺服驱动器模块包括多个关节伺服驱动器。
[0042]为达到上述目的，本专利技术还提供一种手术机器人，所述手术机器人的每一条所述机械臂的控制参数均采用上文所述的机械臂控制参数整定方法整定得到；和/或所述手术机器人包括上文所述的机械臂控制系统。
[0043]为达到上述目的，本专利技术还提供一种电子设备，包括处理器和存储器，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种机械臂控制参数整定方法，其特征在于，包括：获取所述机械臂的各个关节的电机参数；针对每一个所述关节，根据该关节的电机参数，获取该关节的理论速度环带宽，并根据该关节的电机参数和理论速度环带宽获取该关节的理论控制参数和激励信号参数；以及依次对每一个所述关节执行下述操作：将所述关节的伺服驱动器的控制模式设置为速度模式，并根据所述关节的激励信号参数发送对应的速度指令至所述关节的伺服驱动器，以使得所述关节的伺服驱动器根据所述速度指令和所述关节的理论控制参数控制所述关节的伺服电机进行相应运动，以根据所述伺服电机的速度响应情况对所述关节的控制参数进行自整定，从而获取所述关节的自整定控制参数。2.根据权利要求1所述的机械臂控制参数整定方法，其特征在于，所获取的所述电机参数包括电机额定电流、电机最大过载电流、设计过载倍数、电机惯量、线电阻、线电感、转矩系数和额定转速中的至少一者。3.根据权利要求2所述的机械臂控制参数整定方法，其特征在于，所述根据该关节的电机参数获取该关节的理论速度环带宽，包括：根据该关节的设计过载倍数、电机最大过载电流和电机额定电流，获取该关节的修正系数；根据该关节的电机惯量、线电阻和转矩系数，获取该关节的机械时间常数；根据该关节的修正系数和机械时间常数的比值，获取该关节的理论速度环带宽。4.根据权利要求2所述的机械臂控制参数整定方法，其特征在于，所述关节的控制参数包括速度环控制参数和电流环控制参数；所述根据该关节的电机参数和理论速度环带宽获取该关节的理论控制参数，包括：根据该关节的理论速度环带宽、电机惯量和该关节的转矩系数，获取该关节的理论速度环控制参数；以及根据该关节的理论速度环带宽、该关节的线电阻和线电感，获取该关节的理论电流环控制参数。5.根据权利要求2所述的机械臂控制参数整定方法，其特征在于，所述根据该关节的电机参数和理论速度环带宽获取该关节的激励信号参数，包括：根据该关节的理论速度环带宽和该关节的额定转速，确定该关节的激励信号参数，其中，该关节的激励信号的最高频率不超过该关节的2倍的理论速度环带宽，该关节的激励信号的幅值为该关节的额定转速的0.05倍～0.1倍。6.根据权利要求1所述的机械臂控制参数整定方法，其特征在于，所述根据所述伺服电机的速度响应情况对所述关节的控制参数进行自整定，从而获取所述关节的自整定控制参数，包括：获取所述伺服电机在运动过程中的实际速度，并根据所述实际速度和...
【专利技术属性】
技术研发人员：请求不公布姓名，李自汉，
申请(专利权)人：苏州微创畅行机器人有限公司，
类型：发明
国别省市：
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