Identificação e compensação do atrito em articulações modulares baseada no algoritmo Grey Wolf

CUI Jing-kai ,  

SAI Hua-yang ,  

ZHANG En-yang ,  

ZHU Ming-chao ,  

XU Zhen-bang ,  

摘要

Para articulações modulares, foi projetado um método de identificação offline para identificar o modelo de atrito da articulação e compensar a força de atrito. Primeiro, a estrutura e o sistema de controle da articulação modular foram apresentados, e um modelo dinâmico da articulação foi estabelecido. Em seguida, com base no modelo de atrito LuGre, a força de atrito da articulação foi modelada; os parâmetros do modelo foram identificados respectivamente pelo algoritmo Grey Wolf e pelo método de mínimos quadrados segmentado combinado com técnica de sequência pseudoaleatória, realizando-se uma análise comparativa. Por fim, foi projetado um algoritmo de compensação feedforward baseado no modelo de atrito LuGre, e foi realizada verificação experimental. Os resultados experimentais mostram que, em comparação com o método de mínimos quadrados segmentado, o algoritmo Grey Wolf melhorou a precisão da identificação em 19,2%; com um sinal senoidal de velocidade com amplitude de 1 (°)/s e frequência de 10 Hz, a compensação de atrito reduziu o erro de rastreamento da velocidade da articulação de 0,295 (°)/s para 0,183 (°)/s; a largura de banda da malha de velocidade da articulação aumentou de 12 Hz para 18 Hz. Múltiplos experimentos mostram que os dados de identificação possuem alta repetibilidade, validando a eficácia do método de identificação. O algoritmo de compensação feedforward projetado pode melhorar o desempenho dinâmico do sistema de controle da articulação.

关键词

Articulação modular;Identificação de parâmetros;Modelo de atrito LuGre;Algoritmo Grey Wolf;Compensação de atrito

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