universal robot無力矩感測器的情況下, 如何建立精確動力學模型的?

UR如何實現示教的?用了何種摩擦力建模方法


UR機器人的具體控制策略沒有官方公布,大家都對它的控制演算法非常好奇,網上搜到的說法是UR公司耗費近十年找到了一套很牛的方法,實現了在無力矩感測器下的力估計。

  • 摩擦力模型

機器人中的摩擦力模型基本是近似為庫倫摩擦加上粘性摩擦(F*sgn(v)+B*v)。當然,實際中的摩擦力會複雜很多,其餘部分一般會當做擾動或雜訊處理。比如,我們用Kalman濾波器的方法處理摩擦力,那其餘部分就可以當做過程雜訊處理。

PS:摩擦力建模一直是個難題。

  • 示教

它示教的方式可能有兩種突擊:

1. 先估計出操作人員施加的力,再運用阻抗控制或導納控制演算法。如何利用機械臂設計一個好的力柔順控制(阻抗控制)實驗?考慮到模型不確定性,應該重點考慮哪些控制變數? - gkfxlt 的回答 - 知乎

2. 示教一般運動速度較低,可忽略慣性力,粘滯力等,只考慮機器人重力和摩擦力。那隻要讓電機輸出的力矩盡量的補償重力和摩擦力,那操作人員就可以輕鬆的推動它。這種一般稱為零力控制或透明模型(讓機器人變得透明,這樣我們就可以輕鬆的拖動它了)。

這兩種演算法都面臨摩擦力的難題,需要調節好相關參數。目前,學界最主流的方式還是雙編碼器加關節力矩感測器的方式,可以參考這篇文章:An Interaction-Torque Controller for Robotic Exoskeletons with Flexible Joints: Preliminary Experimental Results。

PS:UR的力估計精度大概為2Nm,示教效果也談不上多好(某些人士的反饋),不少指標比起其他機器人差點。


太多其它方案選擇了。


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