6-UPS并联机器人动力学参数辨识

并联机器人运动奇异常常会导致电机驱动力矩过载甚至损坏.为降低驱动电机的故障率, 以6-PSU型并联机器人为研究对象, 提出了基于动力学建模及其参数辨识的解决方案, 能够根据预设轨迹提前精确估计驱动力矩以便用于安全性校核.
首先, 结合凯恩方法和虚功原理, 建立了包含滚珠丝杠模组摩擦、伺服电机摩擦和惯性的逆动力学精细化模型; 其次, 利用QR分解获得了最小可辨识参数集, 并在此基础上考虑了连杆截面的对称性特点, 发现了可忽略的连杆惯量, 得到了简化的线性化模型; 此外, 利用统计的方法, 验证了激励轨迹优化时考虑摩擦的必要性; 然后, 利用Simulink/Multibody搭建机器人物理仿真模型进行了参数辨识与驱动力矩估计仿真实验, 针对最小可辨识参数集模型和简化模型分别定量分析了两者的参数辨识精度、驱动力估计精度以及抗噪能力; 最后, 在6-PSU型并联机器人平台上开展了实验验证. 结果表明, 提出的简化模型在保证相同驱动力矩估计精度的前提下, 有效简化了模型复杂度, 具有明确的工程价值.