20、柔性关节导纳控制与机器人动力学参数识别技术解析

柔性关节导纳控制与机器人动力学参数识别技术解析

在机器人技术领域，柔性关节导纳控制和动力学参数识别是两个关键的研究方向。柔性关节导纳控制旨在提高机器人的柔顺性和人机交互能力，而动力学参数识别则为机器人的精确控制和运动规划提供基础。下面将详细介绍这两方面的技术。

1. 柔性关节双扰动观测器的导纳控制

在柔性关节控制中，双扰动观测器（DDOB）的设计是一大创新。它能够分别对摩擦和外部扭矩进行估计和补偿，而非将它们笼统处理。

• 内环位置控制优势 ：采用FF + FB + DDOB方法，位置跟踪误差至少降低了17.4%，这充分验证了所提出的内环位置控制的优越性。
• 导纳控制性能
  • 人机交互场景 ：假设柔性关节执行点对点任务，当人类用户对连杆侧的F/T传感器手柄施加推拉力时，连杆能顺应外部扭矩并产生实际轨迹。外部扭矩撤销后，关节继续执行任务。估计的外部扭矩与F/T传感器测量的扭矩基本一致，估计误差主要源于谐波传动中的一些非线性干扰，说明该估计方法可行。
  • 模型匹配度 ：将估计的外部扭矩输入导纳控制器以获得校正轨迹。设置期望参数后，利用内环AFF + FB + DDOB跟踪期望导纳模型。通过计算匹配百分比，当ω1 = 0.1 Hz和ω2 = 6 Hz时，使用AFF + FB + DDOB的匹配度达到88.33%，实现了较高的模型保真度，验证了该方法的有效性。

整个过程可以用以下mermaid流