摩擦补偿
Friction Compensation进阶估算关节里的摩擦力矩,提前加进控制指令把它抵消掉。
关节里的电机、减速器和轴承都有摩擦,会让机器人低速时跟不准、换向时卡顿(黏滑);Bona 与 Indri 2005 年的综述指出它对工业机器人尤其关键。最常用的模型是 τ_f = F_c·sgn(q̇) + F_v·q̇:F_c 为库仑摩擦,大小恒定、方向与运动相反;F_v 为黏性摩擦系数,力矩与关节速度 q̇ 成正比;更细的模型还会加 Stribeck 效应(起步时静摩擦偏大)或 LuGre 等动态模型。做法是先辨识这些参数,再把估计的摩擦力矩作为前馈叠加到电机指令上,或用观测器在线估计。它按模型主动抵消,不同于等误差出现后才纠正的积分项;零力拖动、无传感器力估计、执行器建模都离不开它。
例子协作臂进入拖动示教模式时,控制器在重力补偿之外再补上各关节估计的摩擦力矩,人推机械臂时才会感觉轻而均匀,不会一顿一顿。
- 也叫
- 摩擦力补偿
- 相关
- 重力补偿、前馈控制、零力拖动、库仑摩擦、静摩擦与 Stribeck 效应、系统辨识
- 来源
- Bona & Indri, Friction Compensation in Robotics: an Overview (CDC-ECC 2005)
BME Robot Applications, Chapter 8: Models of Friction