[发明专利]消除惯量变化的机器人控制方法

摘要

本发明公开消除惯量变化的机器人控制方法，首先针对机器人每个关节的闭环控制系统，计算各机械臂的等效转动惯量并分成转动惯量不变量和转动惯量变化量；以当前关节等效转动惯量与转动惯量不变量比值为增益，将当前关节控制系统输出的控制量进行放大；然后根据转速和阻尼计算控制量放大导致的阻尼力变化量，并与控制量和角度一起输入给扩展观测器估计的其余扰动，补偿到放大后的控制量中，获得消除转动惯量影响的控制量；最终机器人的关节控制系统等效为惯量定常系统，最后对控制参数进行整定，获得最优控制性能。本发明将扰动量测和估计结合在一起，避免了高频扰动信号估计带来的噪声干扰，方便地实现机器人等空间机构的高速精密运动控制。

主权项

1.消除惯量变化的机器人控制方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1：按照机器人的运动规划为目标，关节位移和速度为反馈，搭建好机器人每个关节的闭环控制系统；S2：计算各机械臂的等效转动惯量，并将等效转动惯量分解为转动惯量不变量和转动惯量变化量；S3：以当前关节的等效转动惯量与转动惯量不变量的比值为增益，将当前关节控制系统输出的控制量进行放大；S4:将反馈的关节角速度乘于转动阻尼的影响，获得量测扰动；S5:将S4获得的量测扰动，与控制量和转角信号一起输入扩张状态观测器，估计扰动z2；S6:将所述S4获得的量测扰动和所述S5获得的估计扰动进行求和，并乘于控制量到转动力矩传递函数的倒数，补偿到所述S3获得的控制量中，获得消除转动惯量影响的控制量；S7：通过所述S3～S6，机器人的关节控制系统等效为惯量定常系统，最后对控制参数进行整定，获得最优控制性能。