[发明专利]一种基于抖动控制的工业机器人外力估计方法

摘要

本发明提出了一种基于抖动控制的工业机器人外力估计方法，包括：建立外力估计问题模型；根据建立的模型，生成关节抖动控制信号；在使用主动抖动控制提高系统在摩擦力死区内的响应特性的同时，通过关节控制将外力干扰传递为关节控制力矩；提取外力信号，包括：通过实时提取主动抖动控制信号的中值，并与电机控制力矩比对，得到机器人末端的外部作用力。本发明解决了工业机器人无力矩传感器的外力估计问题，尤其是在静止或低速运动状态下的针对摩擦力不确定性的估计问题。

主权项

一种基于抖动控制的工业机器人外力估计方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，建立外力估计问题模型；步骤S2，根据步骤S1建立的模型，生成关节抖动控制信号，其中，所述关节抖动控制信号的函数为：udither=tTramp*τ‾MCG+tTramp*Amp*f(tTdither)0<t≤Trampandq·∈Fcdeadzoneτ‾MCG+Amp*f(tTdither)t≥Trampandq·∈Fcdeadzone0q·∉Fcdeadzone]]>其中：t为进入摩擦死区时间；Amp为抖动信号的幅值，由库伦摩擦力的幅值决定，该参数可由动力学参数辨识得到；为周期方波函数，Tdither为抖动控制信号周期，抖动信号的频率由库伦摩擦的动态响应特性决定；Tramp为抖动控制信号斜坡上升时间；步骤S3，在使用主动抖动控制提高系统在摩擦力死区内的响应特性的同时，通过关节控制将外力干扰传递为关节控制力矩；步骤S4，提取外力信号，包括：通过实时提取主动抖动控制信号的中值，并与电机控制力矩比对，得到机器人末端的外部作用力。