连杆侧无传感器下机器人柔性关节系统的零力控制

徐建明; 赵智鹏; 董建伟

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连杆侧无传感器下机器人柔性关节系统的零力控制

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摘要

针对机器人直接示教应用场景,提出机器人柔性关节系统在连杆侧无传感器下的零力控制方法.引入动态LuGre摩擦模型进行关节摩擦力矩估计,采用2段四次多项式建立柔性关节系统刚度模型,基于广义动量观测关节力矩.该方法利用刚度逆模型以及关节力矩估算谐波减速器扭转位移,结合谐波减速器运动传递特性估计连杆侧角度并计算重力矩,利用连杆动力学方程估计接触力矩.构建期望的电机驱动力矩(包含估计的重力矩、摩擦力矩与接触力矩),通过对该期望电机驱动力矩的跟踪实现零力控制.在搭建的机器人柔性关节系统实验平台上进行实验.实验结果表明,完成相同的拖动示教过程时,该方法所需要的接触力矩约为1.8 N·m.基于重力矩与摩擦力矩补偿的零力控制方法需要接触力矩约为3.4 N·m.功率级脱离示教所需要的接触力矩约为14 N·m,验证了所提方法的实际效果.

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来源
《浙江大学学报：工学版》 |2020年第7期|1256-1263|共9页
作者
徐建明; 赵智鹏; 董建伟;
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作者单位

浙江工业大学信息工程学院;

浙江杭州310023;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类自动化系统理论;
关键词
人机交互; 零力控制; 摩擦补偿; 重力补偿; 柔性关节;

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