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陈柏 管亚宇 吴洪涛 谢本华 丁亚东.采用ABC算法的关节机器人动力学参数辨识[J].南京航空航天大学学报,2017,49(5):736-743
采用ABC算法的关节机器人动力学参数辨识
Joint Robot Dynamics Model Identification Based on Artificial Bee Colony Algorithm
  
DOI:10.16356/j.1005-2615.2017.05.018
中文关键词:  参数辨识  基于模型的前馈控制  人工蜂群算法  非线性摩擦模型
英文关键词:parameter identification  model based feed forward controller  artificial bee colony algorithm  nonlinear friction model
基金项目:
作者单位
陈柏 管亚宇 吴洪涛 谢本华 丁亚东 南京航空航天大学机电学院南京210016 
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中文摘要:
      实验辨识机器人动力学参数是获取基于模型的控制器参数的主要方式。针对一般方法仅能辨识线性动力学模型从而辨识精度不高的问题,提出采用人工蜂群(Artificial bee colony, ABC)算法辨识机器人动力学模型。通过Newton Euler法建立关节型机器人的刚体动力学模型,并用低速动态特性更佳的非线性摩擦模型描述关节间摩擦特性,代替传统的库仑 黏性摩擦模型。优化辨识实验所用的激励轨迹,采集实验数据进行必要的预处理后,采用ABC算法辨识机器人动力学参数。结果表明,ABC算法能够精确辨识动力学参数,基于辨识结果的预测力矩抑制了误差峰值的出现。应用辨识结果设计基于模型的前馈控制器,实验结果表明基于模型的控制器能够提高轨迹跟踪精度。
英文摘要:
      Dynamics parameter identification of robots via experiment is the main way to obtain parameters of model based motion controllers. Traditional identification methods can only identify linear dynamics models, therefor their identification accuracies are limited. In order to solve this problem, parameter identification using artificial bee colony(ABC) algorithm is proposed. The dynamics model of an industrial robot is established using Newton Euler method. A non linear friction model which performs better in low speed dynamic characteristic is used to describe joint friction. Then excitation trajectory is optimized. After necessary pre process of experimental data is done, dynamics parameters of the robot are obtained using ABC algorithm. As the result, dynamics parameters can be effectively obtained using ABC algorithm. Error peaks on predictive torque curves are also restrained by compensating the model. On this basis, the model based feed forward controller is designed. The tracing accuracy is remarkably improved with the help of feed forward controller.
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