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未知负载转矩下机械臂关节参数在线辨识及控制参数在线研究
  • ISSN号:1001-3997
  • 期刊名称:《机械设计与制造》
  • 时间:0
  • 分类:TH16[机械工程—机械制造及自动化] TM315[电气工程—电机]
  • 作者机构:北京邮电大学空间机器人技术教育部重点实验室,北京100876
  • 相关基金:国家自然科学基金(61175080);国家重点基础研究发展资助(2013CB733005)
中文摘要:

机械臂运行过程中,关节伺服系统的负载转动惯量和阻尼系数呈现时变特性,现有方法在未知负载转矩的情况下无法完成转动惯量和阻尼系数同时辨识。提出一种基于离散模型参考自适应算法在线同时辨识负载转动惯量和阻尼系数的方法,通过对关节伺服系统电机的机械方程离散化得到含有转动惯量和阻尼系数的模型自适应参考模型,采用朗道离散时间递推参数辨识机制推导模型自适应率进行参数辨识;利用参数辨识结果和设定的误差阈值在线优化控制参数。此方法能在线同时辨识转动惯量和阻尼系数并根据辨识结果优化速度环PI控制器参数值,提高速度的动态响应性能。仿真结果证明了参数辨识方法和控制器参数在线优化方法的有效性。

英文摘要:

The load inertia and damping coefficient of robot joints' servo systems change continuously during their operations. With the existing methods, the two time-varying parameters can't be estimated at the same time when the load torque is unknowr~ In order to get the moment of inertia and damping coefficient, online identification methods based on discrete model reference adaptive identification (DMRAI) are developed. First, the discrete form of mechanical movement equation which includes the load inertia and damping coefficient is regarded as the difference equation of the reference mode. Landau's discrete time-recursive parameter identification is used to reduce the adaptation mechanism. Then, the control parameters are optimized on-line on the base of the estimation result and the error threshold. This method can estimate the inertia and damping coefficient at the same time so that it can be used to optimize the speed PI regulator parameters and provide a good performance for speed control. The simulation results prove the effectiveness of the parameter identification method and the control parameters optimization.

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期刊信息
  • 《机械设计与制造》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国教育部
  • 主办单位:辽宁省机械研究院 东北大学
  • 主编:张义民
  • 地址:沈阳市皇姑区北陵大街56号
  • 邮编:110032
  • 邮箱:mdm1963@163.com
  • 电话:024-86899120 86894543
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-3997
  • 国内统一刊号:ISSN:21-1140/TH
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊,中国科技核心期刊,辽宁省优秀科技期刊一等奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:30635