本發(fā)明涉及機(jī)器人自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種機(jī)器人負(fù)載慣量識(shí)別方法。

背景技術(shù)：

隨著電機(jī)控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)信息技術(shù)和電力電子技術(shù)的不斷進(jìn)步，交流電機(jī)伺服系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。在機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用場(chǎng)合中，負(fù)載轉(zhuǎn)動(dòng)慣量值常常發(fā)生變化，且變化的相對(duì)值很大，是電機(jī)轉(zhuǎn)子自身轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的幾倍甚至是十幾倍。轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的增加將導(dǎo)致系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)變慢，可能會(huì)對(duì)系統(tǒng)的機(jī)械特性造成明顯的影響，因此需要采取相應(yīng)的措施，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行有效的控制。同時(shí)，在交流伺服系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用中，調(diào)節(jié)器參數(shù)的確定是一項(xiàng)非常繁雜的工作，需要花費(fèi)大量的時(shí)間和精力，而且必須具備豐富的工程經(jīng)驗(yàn)才能取得良好的結(jié)果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種機(jī)器人負(fù)載慣量識(shí)別方法。根據(jù)辨識(shí)的實(shí)時(shí)值對(duì)PI控制器參數(shù)進(jìn)行整定，該方法具體包括：

獲取機(jī)器人電機(jī)在帶載做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速轉(zhuǎn)矩；

設(shè)定轉(zhuǎn)矩限制值以得到峰值轉(zhuǎn)矩；

再次使機(jī)器人電機(jī)帶載做加速運(yùn)動(dòng)，計(jì)算加速階段的加速度；

獲取電機(jī)的摩擦轉(zhuǎn)矩值；

根據(jù)計(jì)算得出負(fù)載慣量，對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

優(yōu)選的，在獲取機(jī)器人電機(jī)在帶載做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速轉(zhuǎn)矩之前先確定機(jī)器人電機(jī)的基本參數(shù)。

優(yōu)選的，所述基本參數(shù)包括額定轉(zhuǎn)矩、電機(jī)慣量。

優(yōu)選的，所述獲取電機(jī)的摩擦轉(zhuǎn)矩值具體為：給機(jī)器人電機(jī)一個(gè)轉(zhuǎn)速指令，使電機(jī)慢速運(yùn)動(dòng)，慢慢減小轉(zhuǎn)矩限制值直到電機(jī)速度為0，此時(shí)的轉(zhuǎn)矩值為電機(jī)的摩擦轉(zhuǎn)矩T_f。

優(yōu)選的，所述方法還包括測(cè)量電機(jī)加速階段的轉(zhuǎn)矩T_A，由上位機(jī)讀出的峰值轉(zhuǎn)矩Tp減去測(cè)量得到的摩擦轉(zhuǎn)矩T_f來(lái)獲得。

采用本發(fā)明的技術(shù)方案，能達(dá)到如下有益效果：在本技術(shù)方案中，首先辨識(shí)出電機(jī)轉(zhuǎn)子和負(fù)載的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，然后根據(jù)辨識(shí)的實(shí)時(shí)值對(duì)PI控制器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，提高了系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明實(shí)施例移動(dòng)機(jī)器人相對(duì)位姿估計(jì)方法流程圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本發(fā)明，而不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的限制。

實(shí)施例一

S11：獲取機(jī)器人電機(jī)在帶載做加速運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速轉(zhuǎn)矩。

首先確定機(jī)器人電機(jī)的基本參數(shù)，該基本參數(shù)包括額定轉(zhuǎn)矩、電機(jī)慣量等。使機(jī)器人電機(jī)在帶有負(fù)載的情況下做加速運(yùn)動(dòng)，此時(shí)對(duì)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩不做任何限制，獲取加速轉(zhuǎn)矩T_A及反饋的轉(zhuǎn)速曲線。

S12：設(shè)定轉(zhuǎn)矩限制值以得到峰值轉(zhuǎn)矩。

根據(jù)轉(zhuǎn)矩曲線測(cè)得在加速階段的峰值轉(zhuǎn)矩Tp，該峰值轉(zhuǎn)矩Tp為一常量。

S13：再次使機(jī)器人電機(jī)帶載做加速運(yùn)動(dòng)，計(jì)算加速階段的加速度。

再次使機(jī)器人電機(jī)帶載做加速運(yùn)動(dòng)，此次運(yùn)動(dòng)的加速階段的轉(zhuǎn)矩為步驟S12中得到的峰值轉(zhuǎn)矩Tp，計(jì)算加速階段的加速度α，如公式(1)所示

其中，Δv與Δt均可從曲線中讀出。

S14：獲取電機(jī)的摩擦轉(zhuǎn)矩值。

給機(jī)器人電機(jī)一個(gè)轉(zhuǎn)速指令，使電機(jī)慢速運(yùn)動(dòng)，慢慢減小轉(zhuǎn)矩限制值直到電機(jī)速度為0，此時(shí)的轉(zhuǎn)矩值為電機(jī)的摩擦轉(zhuǎn)矩T_f。。

S15:根據(jù)計(jì)算得出負(fù)載慣量，對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

根據(jù)步驟S11-S14中得出的各參數(shù)可計(jì)算出機(jī)器人負(fù)載的慣量。由公式(2)及公式(3)得出公式(4)

T_A＝(J_Motor+J_Load)×α (2)

電機(jī)加速階段的轉(zhuǎn)矩T_A可由上位機(jī)讀出的峰值轉(zhuǎn)矩Tp減去測(cè)量得到的摩擦轉(zhuǎn)矩T_f來(lái)獲得，即

T_A＝T_p-T_f (3)

其中T_A為電機(jī)加速階段的轉(zhuǎn)矩，J_Motor電機(jī)慣量，J_Load負(fù)載慣量，α電機(jī)加速度。根據(jù)計(jì)算得出的負(fù)載慣量對(duì)控制器參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。

上述實(shí)施例和說(shuō)明書中描述的只是說(shuō)明本發(fā)明的原理和最佳實(shí)施例，在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，本發(fā)明還會(huì)有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本發(fā)明范圍內(nèi)。