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申请/专利权人：合肥工业大学智能制造技术研究院
摘要：本发明公开了一种基于离散非光滑观测器的关节型机器人关节扭矩估计方法，根据关节型机器人动力学模型，将含有机器人关节扭矩的项扩张为系统的3个变量，基于离散非光滑控制理论，设计离散非光滑观测器算法，同时估计机器人关节扭矩和角速度值。本发明的离散非光滑观测器算法在估计机器人关节扭矩和角速度时，避免了传统差分方法的噪声影响，本发明的观测器设计时仅将机器人关节位置作为输入信号，减少了对实际系统的信息需求，本发明的机器人扭矩估计方法提高了机器人的运动控制精度和稳定性，降低了系统成本。
主权项：1.一种基于离散非光滑观测器的关节型机器人关节扭矩估计方法，首先重构机器人动力学模型，将含有机器人关节扭矩的项扩张为3个系统变量θ1、θ2和θ3，θ1＝θ，θ3＝M-1θ1τ；θ∈Rn×1，τ∈Rn×1，n为机器人关节数量；θ为机器人关节位置矢量，为θ的导数，τ为机器人关节扭矩；Mθ∈Rn×n，Mθ为机器人惯性矩阵，M-1θ为Mθ的逆矩阵；设置扭矩观测器，然后基于重构的机器人动力学模型和扭矩观测器计算指定时刻上机器人关节角速度估计值和关节扭矩估计值其特征在于，扭矩观测器设计为离散非光滑扭矩观测器，公式表示如下： 其中，k1，k2，k3，k4，k5，k6均表示正的增益，为θ1，θ2，θ3的估计值，T为离散非光滑观测器的采样周期，tk表示第k时刻，tk+1表示第k+1时刻，θ1tk表示θ1在第k时刻的采样值，分别表示θ1，θ2，θ3在第k时刻的估计值，分别表示θ1，θ2，θ3在第k+1时刻的估计值；sig和sgn均为函数；fc∈Rn×n为机器人库仑摩擦系数； 为的逆矩阵，为机器人关节位置矢量取值时的机器人惯性矩阵；为计算项； 其中，M-1θ1表示Mθ1的逆矩阵，Mθ1为机器人关节位置矢量取值θ1时的机器人惯性矩阵；Cθ1，θ2∈Rn×n为机器人向心力和科氏力矢项，Gθ1∈Rn×1为机器人重力项矢量；fv∈Rn×n为机器人粘性摩擦系数，fb∈Rn×1为机器人摩擦偏移值。
全文数据：
权利要求：
百度查询： 合肥工业大学智能制造技术研究院 基于离散非光滑观测器的关节型机器人关节扭矩估计方法
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