グレイウルフアルゴリズムに基づくモジュラー関節の摩擦識別と補償

CUI Jing-kai ,  

SAI Hua-yang ,  

ZHANG En-yang ,  

ZHU Ming-chao ,  

XU Zhen-bang ,  

摘要

モジュラー関節に対して、オフライン識別方法を設計し、関節の摩擦モデルを識別し、摩擦力を補償した。まず、このモジュラー関節の構造と制御システムを紹介し、関節の動的モデルを構築した。次に、LuGre摩擦モデルに基づいて関節の摩擦力をモデル化し、それぞれグレイウルフアルゴリズムと区分的最小二乗法を擬似乱数列と組み合わせてモデルのパラメータを識別し、比較分析を行った。最後に、LuGre摩擦モデルに基づくフィードフォワード補償アルゴリズムを設計し、実験検証を行った。実験結果は、区分的最小二乗法と比較してグレイウルフアルゴリズムの識別精度が19.2%向上し、振幅1(°)/s、周波数10 Hzの正弦速度信号において、摩擦補償により関節速度追従誤差が0.295(°)/sから0.183(°)/sに減少し、関節速度ループの帯域幅が12 Hzから18 Hzに向上したことを示している。複数の実験により、識別データの再現性が高く、識別方法の有効性が検証された。設計されたフィードフォワード摩擦補償アルゴリズムは関節制御システムの動的性能を改善できる。

关键词

モジュラー関節;パラメータ識別;LuGre摩擦モデル;グレイウルフアルゴリズム;摩擦補償

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