基于解耦线性化的变刚度关节动态刚度辨识

来源：机器人杂志2015年第5期北京时间：

作者：尹鹏, 李满天, 查富生, 王鹏飞, 孙立宁

摘要：为了能够利用变刚度关节实现对机器人动态特性的调整，需要对关节的动态刚度进行有效的辨识和控制.本文首先根据机器人变刚度关节的结构特点建立了简化模型，并对其刚度输出特性表达做出假设；然后对模型中的力矩相关参数进行解耦，消除了关节刚度调节参数对力矩的影响，获取与刚度辨识相关的归一化力矩；利用泰勒展开对归一化力矩进行线性化处理，采用卡尔曼滤波器进行了系数优化，并进一步实现了对关节动态刚度的辨识.仿真中该刚度在线辨识方法可以将辨识误差控制在 ±2% 以内，在实现动态刚度辨识的基础上研究了基于前馈的刚度闭环控制方法，通过仿真实验验证了该方法对于机器人关节刚度闭环控制是有效的.

关键词：变刚度, 柔性关节, 动态刚度辨识, 解耦