專利名稱：一種六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)慣性參數(shù)的辨識方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)慣性參數(shù)的辨識方法。
背景技術(shù)：
六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)由于具有剛度高，承載能力大，精度高的特點(diǎn)，使其在航空航天、汽車測試及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)是由6個直線執(zhí)行器、一個運(yùn)動平臺及一個固定平臺構(gòu)成的封閉多鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)。其主要實(shí)現(xiàn)單自由度及多自由度空間中各種給定信號的精確控制，而慣性參數(shù)的準(zhǔn)確與否直接關(guān)系到控制器各個參數(shù)的選擇，從而影響其控制性能。然而由于系統(tǒng)的強(qiáng)非線性動力學(xué)特性，使得慣性參數(shù)的辨識非常困難。國內(nèi)外現(xiàn)有的慣性參數(shù)辨識方法中，存在著設(shè)計辨識軌跡復(fù)雜、為獲得辨識所需速度及加速度信號需設(shè)計復(fù)雜濾波器、需要考慮辨識矩陣條件數(shù)以及不適用于一般非經(jīng)典阻尼系統(tǒng)等不足。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供了一種操作簡單、信噪比高、辨識精度高的六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)慣性參數(shù)辨識方法。本發(fā)明采用以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)步驟I :選擇合適的正弦激勵頻率(選取準(zhǔn)則低于系統(tǒng)開環(huán)條件下最低剛體本征頻率，一般取l-4Hz)、激勵幅值(平動1-5_，轉(zhuǎn)動O. 003-0. 005° )，系統(tǒng)閉環(huán)控制條件下在中位附近六個自由度上分別進(jìn)行正弦激勵，保存每次試驗(yàn)采集得到的6個執(zhí)行器位移及力信號。共進(jìn)行六次采集。步驟2 :將每次采集得到的執(zhí)行器位移及力信號通過運(yùn)動學(xué)正解程序變換為工作空間位姿信號Sp及力信號Sf，截取長度為η的穩(wěn)定階段信號。步驟3 :根據(jù)控制系統(tǒng)信號采集頻率及選定的正弦激勵頻率，生成長度為η的傅里葉級數(shù)樣本序列L。L = [I t sin (ω tt) cos (ω tt) sin (2 ω tt) cos (2 ω tt) ···]步驟4 :根據(jù)最小二乘法原理運(yùn)用步驟3中得到的傅里葉級數(shù)樣本序列L求得位姿信號傅里葉級數(shù)幅值矩陣Cp及力信號傅里葉級數(shù)幅值矩陣Cf。其具體算法為[Cf Cp]=(LtL)-1Lt [Sf Sp]步驟5 :取位姿信號傅里葉基頻正弦與余弦幅值組合得到系數(shù)陣Ui,取力信號傅里葉基頻正弦與余弦幅值得到矩陣Hi。其具體算法為
權(quán)利要求
1.一種六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)慣性參數(shù)的辨識方法，其特征在于方法如下 步驟I:選擇合適的正弦激勵頻率，選取準(zhǔn)則低于系統(tǒng)開環(huán)條件下最低剛體本征頻率，一般取1-4HZ。激勵幅值為平動1-5_，轉(zhuǎn)動O. 003-0. 005°，系統(tǒng)閉環(huán)控制條件下在中位附近六個自由度上分別進(jìn)行正弦激勵，保存每次試驗(yàn)采集得到的6個執(zhí)行器位移及力信號；共進(jìn)行六次采集； 步驟2 :將每次采集得到的執(zhí)行器位移及力信號通過運(yùn)動學(xué)正解程序變換為工作空間位姿信號Sp及力信號Sf，截取長度為η的穩(wěn)定階段信號； 步驟3 :根據(jù)控制系統(tǒng)信號采集頻率及選定的正弦激勵頻率，生成長度為η的傅里葉級數(shù)樣本序列L ；
全文摘要
本發(fā)明公開了一種六自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)慣性參數(shù)的辨識方法，分別在六個自由度方向進(jìn)行相同頻率的正弦激勵，運(yùn)用最小二乘擬合原理，將位姿及激勵力信號分解為傅里葉級數(shù)形式，提取基頻正余弦信號分量，通過求解特定線性方程組的方法獲得并聯(lián)機(jī)構(gòu)慣性參數(shù)矩陣。該方法具有辨識精度高，操作簡單、辨識過程自動化程度高及受系統(tǒng)非線性因素(科氏力、庫侖摩擦力等)干擾小的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G05B13/04GK102621891SQ20121009745
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月26日
發(fā)明者何景峰, 佟志忠, 姜洪洲, 田體先 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)