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电液负载模拟器摩擦参数辨识及补偿 被引量:2
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作者 郭彦青 付永领 +1 位作者 张朋 陈娟 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第9期1256-1262,共7页
针对摩擦干扰在电液负载模拟器控制中的影响,提出了将被试件简化为自由伸缩刚性杆的摩擦力作用模型.模型中采用能全面反应摩擦特性的LuGre模型描述摩擦力大小.LuGre的静力摩擦系数和动力摩擦系数依托两种特殊工作状态进行辨识,相应的辨... 针对摩擦干扰在电液负载模拟器控制中的影响,提出了将被试件简化为自由伸缩刚性杆的摩擦力作用模型.模型中采用能全面反应摩擦特性的LuGre模型描述摩擦力大小.LuGre的静力摩擦系数和动力摩擦系数依托两种特殊工作状态进行辨识,相应的辨识数据验证了所求系数的准确性.摩擦补偿具体实施时,利用结构不变性原理,求解出摩擦补偿控制器.在此基础上,对负载模拟器开展了位移伺服、力矩伺服、多余力等方面的摩擦力补偿实验.实验结果表明,所求解的LuGre模型及摩擦补偿控制器可以较好地消除摩擦力对负载模拟器控制的影响. 展开更多
关键词 电液负载模拟器 LUGRE模型 摩擦参数辨识 摩擦补偿 结构不变性原理
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一种新型LuGre摩擦模型参数辨识方法 被引量:10
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作者 郭彦青 付永领 张朋 《机床与液压》 北大核心 2015年第1期149-152,共4页
针对Lu Gre摩擦模型参数难以辨识的问题,提出了一种一次性获得模型所有参数的新型快速识别方法,将Lu Gre模型构造为以速度为输入、摩擦力为输出的单输入单输出系统,求解出相应的Lu Gre离散递推方程,解决了参数辨识时鬃毛微位移无法有效... 针对Lu Gre摩擦模型参数难以辨识的问题,提出了一种一次性获得模型所有参数的新型快速识别方法,将Lu Gre模型构造为以速度为输入、摩擦力为输出的单输入单输出系统,求解出相应的Lu Gre离散递推方程,解决了参数辨识时鬃毛微位移无法有效检测的难题。在此基础上,通过遗传算法对给定的Lu Gre模型进行辨识实验,发现一次性能辨识出Lu Gre模型的6个参数,参数辨识误差最大为0.419%,具有较高的精度。通过Simulink对指定参数和辨识参数的摩擦力仿真对比可知,辨识出的参数可以较高精度逼近原始数据,最大力矩误差仅有0.14 N·m,验证了新型辨识方法的有效性。 展开更多
关键词 LU Gre模型 摩擦参数辨识 遗传算法 SIMULINK
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Scara机器人关节摩擦建模与补偿的实验与仿真 被引量:6
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作者 李琳 林燕龙 邹焱飚 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第8期1572-1581,共10页
针对关节摩擦力引起Scara机器人定位精度变差的问题,对机器人关节摩擦力进行建模、辨识和补偿。提出了一种可用于工作空间受限机器人的摩擦力辨识方法,使用Lugre摩擦模型对机器人关节摩擦力进行描述,通过让机器人跟踪正弦曲线,建立摩擦... 针对关节摩擦力引起Scara机器人定位精度变差的问题,对机器人关节摩擦力进行建模、辨识和补偿。提出了一种可用于工作空间受限机器人的摩擦力辨识方法,使用Lugre摩擦模型对机器人关节摩擦力进行描述,通过让机器人跟踪正弦曲线,建立摩擦力矩与关节速度的映射关系,并对其摩擦参数进行辨识。设计了自适应控制方法对机器人进行控制。利用Scara机器人进行实验验证与仿真,仿真结果表明辨识得到的摩擦参数具有较高的精度。实验结果表明所提出的自适应控制方法能有效提高机器人的关节定位精度和大幅减小机器人末端加速度。 展开更多
关键词 LuGre摩擦模型 摩擦参数辨识方法 自适应控制 定位精度 SCARA机器人
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基于动量观测器的微创手术机器人外力安全研究
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作者 刘芬 李海鹏 +1 位作者 贠今天 桑宏强 《传感器与微系统》 CSCD 北大核心 2024年第11期49-52,57,共5页
为了解决机器人辅助微创手术中现有力检测和力反馈技术在实际应用中存在的安装受限、系统不稳定等问题,提出了一种基于动量观测器的微创手术机器人外力安全保障策略。基于动力学模型构建了二阶广义动量观测器,用于观测从手末端执行器上... 为了解决机器人辅助微创手术中现有力检测和力反馈技术在实际应用中存在的安装受限、系统不稳定等问题,提出了一种基于动量观测器的微创手术机器人外力安全保障策略。基于动力学模型构建了二阶广义动量观测器,用于观测从手末端执行器上的外力信息。为提高外力观测精度,采用改进的Stri⁃beck摩擦模型并辨识了关节摩擦力矩参数。设计了外力安全保障策略,用于阻止从手末端执行器施加过大的外力。实验结果表明:所提出的外力安全保障策略能够控制从手末端执行器在设定的外力安全阈值内运动,进一步提高了机器人辅助微创手术的安全性。 展开更多
关键词 微创手术机器人 动量观测器 摩擦参数辨识
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面向协作机器人的零力控制与碰撞检测方法研究 被引量:3
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作者 赵彬 吴成东 +2 位作者 孙若怀 姜杨 吴兴茂 《工程科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-10,共10页
在3C(计算机、通信和消费电子)行业中,对协作机器人的安全、交互、精度、柔顺等方面有严格要求。为了解决协作机器人柔顺交互控制问题,对机器人的零力控制和碰撞检测方法进行了深入研究。首先,建立了一种分析冗余协作机器人牛顿−穆尔彭... 在3C(计算机、通信和消费电子)行业中,对协作机器人的安全、交互、精度、柔顺等方面有严格要求。为了解决协作机器人柔顺交互控制问题,对机器人的零力控制和碰撞检测方法进行了深入研究。首先,建立了一种分析冗余协作机器人牛顿−穆尔彭罗斯(Newton−MP)通用的逆运动学算法,将逆运动学问题转化为Newton−MP法的迭代求解问题。其次,针对协作机器人的零力控制问题,通过同时考虑摩擦力形成完整动力学方程。同时,建立基于加速度3次摩擦力模型的完全动力学方程,采用遗传算法对摩擦力模型进行多参数辨识。再次,提出基于One-class卷积神经网络的碰撞检测方法,构建无碰撞数据集。One-class卷积神经网络在特征空间中引入伪负高斯数据,并使用2元交叉熵损失对网络进行了训练。One-class卷积神经网络碰撞检测方法成功地补偿了模型不确定的动态影响,解决了传统碰撞检测方法建模不准确的问题。最后,通过实验证明,提出的Newton−MP优化方法具有良好的性能,绝对误差达到0.00013 mm。与理想摩擦力模型进行对比,采用基于速度的3次摩擦力模型拟合出的摩擦力能够更好适用于零力控制。将外力矩观测器与One-class卷积神经网络碰撞检测进行优缺点分析,可以证明,One-class卷积神经网络可以在不依靠模型的情况下,准确地检测机器人的异常碰撞。 展开更多
关键词 动力学 协作机器人 One-class卷积神经网络 摩擦参数辨识
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一种机器人单关节伺服系统的能耗研究 被引量:4
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作者 贺莹 梅江平 +2 位作者 方志炜 谢胜龙 孙玉德 《制造技术与机床》 北大核心 2017年第9期84-90,共7页
以伺服电动机和减速机为主体的机器人单关节伺服系统为研究对象,在实验和仿真的基础上,对该关节系统的摩擦模型、动力学模型以及能耗模型的建模方法以及模型的特性进行了研究。首先,将该单关节系统分解成由高速轴和低速轴构成的抽象模型... 以伺服电动机和减速机为主体的机器人单关节伺服系统为研究对象,在实验和仿真的基础上,对该关节系统的摩擦模型、动力学模型以及能耗模型的建模方法以及模型的特性进行了研究。首先,将该单关节系统分解成由高速轴和低速轴构成的抽象模型,基于Lu Gre摩擦模型和lagrange方程法分别建立高速轴和低速轴的动力学模型。在实验的基础上,利用最小二乘法和频响法对Lu Gre摩擦模型的静态参数和动态参数进行辨识。为了降低参数辨识的难度,根据高速轴和低速轴摩擦环境的近似性,建立了单关节系统简化摩擦模型。通过仿真和实验的对比分析,结果表明:建立的摩擦模型能够很好地反映该系统的摩擦行为。建立了考虑摩擦和电动机热损耗因素的能耗模型。通过实验和仿真分析,该动力学模型和能耗模型能够准确地反映关节伺服系统的力矩行为和能耗行为,从而为后续建立机器人多关节伺服系统的能耗模型和能耗优化控制提供理论基础。 展开更多
关键词 LUGRE模型 摩擦参数辨识 能耗模型 仿真和实验
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Model-based parameter identification of comprehensive friction behaviors for giant forging press 被引量:2
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作者 李毅波 潘晴 黄明辉 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS 2013年第9期2359-2365,共7页
A new experimental apparatus was set up to investigate the actual fi-iction characteristics on the basis of speed control of the serve system.A modified friction model was proposed due to real time varying deformation... A new experimental apparatus was set up to investigate the actual fi-iction characteristics on the basis of speed control of the serve system.A modified friction model was proposed due to real time varying deformation resistance.The approach to identify the parameters of comprehensive friction behaviors based on the modified model was proposed and applied to the forging press.The impacts on parameters which the external load had were also investigated.The results show that friction force decreases with velocity in the low velocity regime whereas the friction force increases with the velocity in the high velocity regime under no external load.It is also shown that the Coulomb friction force,the maximum static friction force and the vicious friction coefficient change linearly with the external load taking the velocity at which the magnitude of the steady state friction force becomes minimum as the critical velocity. 展开更多
关键词 FRICTION forging press modified model LuGre model parameter identification
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