[发明专利]一种六自由度并联机构惯性参数的辨识方法

摘要

本发明公开了一种六自由度并联机构惯性参数的辨识方法，分别在六个自由度方向进行相同频率的正弦激励，运用最小二乘拟合原理，将位姿及激励力信号分解为傅里叶级数形式，提取基频正余弦信号分量，通过求解特定线性方程组的方法获得并联机构惯性参数矩阵。该方法具有辨识精度高，操作简单、辨识过程自动化程度高及受系统非线性因素(科氏力、库仑摩擦力等)干扰小的优点。

主权项

1.一种六自由度并联机构惯性参数的辨识方法，其特征在于：方法如下：步骤1：选择合适的正弦激励频率，选取准则：低于系统开环条件下最低刚体本征频率，一般取1-4Hz。激励幅值为平动1-5mm，转动0.003-0.005°，系统闭环控制条件下在中位附近六个自由度上分别进行正弦激励，保存每次试验采集得到的6个执行器位移及力信号；共进行六次采集；步骤2：将每次采集得到的执行器位移及力信号通过运动学正解程序变换为工作空间位姿信号S_p及力信号S_f，截取长度为n的稳定阶段信号；步骤3：根据控制系统信号采集频率及选定的正弦激励频率，生成长度为n的傅里叶级数样本序列L；L＝[1 t sin(ω_tt) cos(ω_tt) sin(2ω_tt) cos(2ω_tt)…]；步骤4：根据最小二乘法原理运用步骤3中得到的傅里叶级数样本序列L求得位姿信号傅里叶级数幅值矩阵C_p及力信号傅里叶级数幅值矩阵C_f，其具体算法为：[C_f C_p]＝(L^TL)^-1L^T[S_f S_p]；步骤5：取位姿信号傅里叶基频正弦与余弦幅值组合得到系数阵U_i，取力信号傅里叶基频正弦与余弦幅值得到矩阵H_i；其具体算法为：步骤6：将六次实验数据处理得到的U_1…6及H_1…6组合得到线性方程组系数阵U及结果阵H：U＝[U₁ U₂ U₃ U₄ U₅ U₆]H＝[H₁ H₂ H₃ H₄ H₅ H₆]；步骤7：利用公知算法求解线性方程组[M_t B_c]U＝H；步骤8：最后从矩阵[M_t B_c]中提取出惯性参数阵M_t。