基于深度循环神经网络的协作机器人动力学误差补偿
2021-06-28汪火明侯至丞杨文林梁济民
工程科学学报 2021年7期
徐 征,张 弓✉,汪火明,侯至丞,杨文林,梁济民,王 建,顾 星
1) 广州中国科学院先进技术研究所机器人与智能装备中心,广州 511458 2) 中国地质大学机械与电子信息学院,武汉 430074
准确的机器人动力学模型是搭建仿真模型,验证先进控制算法和对控制系统进行深度分析的基础[1-2].随着对机器人动态性能要求的提高和协作机器人概念的兴起,常规无模型控制方法,如PID算法不仅轨迹跟踪精度较低,抗干扰能力较差,尤其无法实现碰撞检测、柔顺控制等人机交互功能[3].
对于多轴串联机器人进行动力学建模一般会考虑重力、科里奥利力、惯性力和摩擦力等主要因素,但是对于较复杂的特性,例如减速机柔性、连杆弹性、摩擦力随工况的变化、电机转子惯性力等,较少建立其数学模型[4-5],从而导致计算力矩与实际力矩误差较大,阻碍了协作机器人碰撞检测、拖动示教和柔顺控制的良好实现.有学者对此进行了研究,文献[6-8]各自建立了摩擦特性模型并提出了针对性的补偿方法,也有采用机器学习方法的,如利用反向传播(Back propagation,BP)神经网络[9]和径向基函数(Radial basis function,RBF)网络进行拟合或补偿[10-11],有些也提出了对应的控制方法[12],但鲜有研究对各种复杂特性综合起来考虑的.
对于参数辨识技术,有解体测量计算方法[13-14]、解体实验测量法[15-16]、不解体实验测量方法[17-18]和理论辨识[19]等方法.解体方法无法或难以计算机器人关节特性[20],理论辨识法得到的惯性张量矩阵在任意形位上不一定是正定的……
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