9、机器人运动学与动力学参数识别详解

机器人运动学与动力学参数识别详解

在机器人技术领域，准确识别机器人的运动学和动力学参数对于提高机器人的性能和实现精确控制至关重要。本文将详细介绍机器人运动学和动力学参数识别的相关内容，包括背景、目标、运动学参数识别和动力学参数识别等方面。

一、背景与目标

1. 参数估计方法
   • 机器人动态参数估计可以离线或在线进行。在线估计时，动态参数会随着实验数据的获取而不断更新；离线估计则是先一次性收集数据，然后进行离线计算。由于机器人的质量和惯性特性通常不会随时间频繁变化，离线方法在机器人动态参数估计中应用最为广泛。
   • 在估计系统动态参数时，最常用的方法是最小二乘法。通过将线性动态方程中的实验数据拼接得到非方阵，形成超定系统，然后使用Moore - Penrose广义逆来解决误差最小化问题。
2. 识别目标
   • 识别用于精密装配任务的串联机器人的运动学参数。
   • 使用解耦自然正交矩阵（DeNOC）开发用于动态识别的动力学模型。
   • 利用控制策略实现已识别模型，以获得柔顺机器人。

二、运动学参数识别

运动学参数识别主要是估计机器人的DH参数，这里采用圆点法（CPM）。
1. 关节轴提取
- 原理 ：每个关节的轴通常可以由其方向余弦和轴上的一个点来定义。为了提取关节轴信息，采用基