动力学参数辨识

让机器人按特定轨迹运动，从力矩数据反推各连杆的质量和惯量。

动力学参数辨识指用实测数据估计机器人动力学模型的参数：每个连杆的质量、一阶质量矩（与质心位置有关）和惯性张量，共 10 个惯性参数，常再加关节摩擦等。Atkeson、An、Hollerbach 1986 年指出，牛顿-欧拉方程可改写成关节力矩对这些参数线性的形式 τ = Y(q,q̇,q̈)π，Y 是只依赖关节角、速度、加速度的回归矩阵，π 是参数向量，于是用最小二乘即可求解。为让每个参数都被数据充分激发，常让机械臂跑一段按傅里叶级数优化的激励轨迹（Swevers 等 1997）。CAD 给的参数往往不准，加负载后还会变；辨识准了，重力补偿、计算力矩控制和仿真对齐才可靠。Wensing 等 2017 年又用线性矩阵不等式约束保证结果物理上合理。

例子机械臂末端换上一个没有参数的新夹爪后，让各关节跑几十秒周期运动，记录关节角和力矩（或电流），用最小二乘解出负载的质量和质心，再填回重力补偿模型。

也叫

惯性参数辨识、负载辨识、动力学辨识、Inertial Parameter Identification

相关

惯性参数、系统辨识、刚体动力学、重力补偿、摩擦补偿、负载

来源

Atkeson, An, Hollerbach: Estimation of Inertial Parameters of Manipulator Loads and Links (IJRR 1986)
Swevers et al.: Optimal robot excitation and identification (IEEE TRA 1997)
Wensing, Kim, Slotine: Linear Matrix Inequalities for Physically-Consistent Inertial Parameter Identification