(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210544014.4 (22)申请日 2022.05.19 (71)申请人 山东新一代信息产业 技术研究院有 限公司 地址 250100 山东省济南市高新区港兴三 路北段未来创业广场3号楼1 1-12层 (72)发明人 王怀震　娄本山　刘润晨　谭博　 高明　李洪生　 (74)专利代理 机构 济南信达专利事务所有限公 司 37100 专利代理师 孙晶伟 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种基于迭代优化的机械臂动力学参数辨 识方法 (57)摘要 本发明公开一种基于迭代优化的机械臂动 力学参数辨识方法,涉及智能数控技术领域； 根 据多自由度串联型机械臂的动力学模型中摩擦 力矩建立机械臂关节的摩擦力模 型， 针对多自由 度串联型机械臂动力学模型中线性化动力学模 型利用加权最小二乘法迭代辨识基本动力学参 数， 根据基本动力学参数中获得的摩擦力利用椭 球法分别迭代获得摩擦力模型中的Stribeck非 线性摩擦力参数和非线性粘性摩 擦力参数， 约束 Stribeck非线性摩擦力参数和 非线性粘性摩擦 力参数直至稳定， 所述Stribeck非线 性摩擦力参 数和非线性粘性摩擦力参数对应的基本动力学 参数作为 辨识的机 械臂动力学参数。 权利要求书2页 说明书9页 附图5页 CN 114888803 A 2022.08.12 CN 114888803 A 1.一种基于迭代优化的机械臂动力学参数辨识方法， 其特征是根据多自由度串联型机 械臂的动力学模型中摩擦力矩建立机 械臂关节的摩擦力模型， 针对多自由度串联型机械臂动力学模型中线性化动力学模型利用加权最小二乘法迭 代辨识基本动力学参数， 根据基本动力学参数中获得的摩擦力利用椭球法分别迭代获得摩擦力模型中的 Stribeck非线性摩擦力参数和非线性粘性摩 擦力参数， 约束Str ibeck非线性摩 擦力参数和 非线性粘性摩 擦力参数直至稳定， 所述Str ibeck非线性摩 擦力参数和非线性粘性摩 擦力参 数对应的基本动力学参数作为 辨识的机 械臂动力学参数。 2.根据权利要求1所述的一种基于迭代优化的机械臂动力学参数辨识方法， 其特征是 所述多自由度串联 型机械臂的动力学模型， 如下： 其中， M(q)∈Rn×n和n为惯性矩阵和关节数； 和G(q)∈Rn×1分别表示科里奥 利离心力矩阵和重力力矩矢量； q, 是n×1的关节角位移、 角速度和角加速度的向量； τ ∈Rn×1和 τf∈Rn×1分别为传统动力学模型中关节的驱动力矩和摩擦力矩。 3.根据权利要求2所述的一种基于迭代优化的机械臂动力学参数辨识方法， 其特征是 根据摩擦力矩建立机 械臂关节的摩擦力模型， 如下： 其中， δsi为非线性参数， αsi为Stribeck非线性 的指数参数， αvi是形成粘滞摩擦的非线 性的指数参数， Kci,Ksi,Kvi表示关节的摩擦力。 4.根据权利要求1 ‑3任一项所述的一种基于迭代优化的机械臂动力学参数辨识方法， 其特征是所述利用加权最小二乘法迭代辨识基本动力学参数， 包括： 采集M个数据点， 通过 标准线性平方 方法识别基本动力学参数Π1s， 再通过加权最小二乘方法进一 步辨识获得基本动力学参数Πwls， 通过迭代加权最小二乘法(IRLS)辨识基本动力学参数Π。 5.根据权利要求3所述的一种基于迭代优化的机械臂动力学参数辨识方法， 其特征是 根据基本动力学参数中获得的摩擦力Fest， 采用椭球法迭代获得非线性 参数δsi， 公式如下： s.t.Ksi‑Kci≥0 δsi， Kci， Ksi， Kvi≥0 2≥αsi≥0.5 i＝1， 2， 3， . ..， n。 6.根据权利要求3所述的一种基于迭代优化的机械臂动力学参数辨识方法， 其特征是 根据基本动力学参数中获得的摩擦力Fest， 采用椭球法迭代获得非线性粘性摩擦的指数参 数αvi， 公式如下： s.t.Ksi‑Kci≥0权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114888803 A 2αvi， Kci， Ksi， Kvi≥0 i＝1， 2， 3， . ..， n。 7.一种基于迭代优化的机械臂动力学参数辨识系统， 其特征是包括参数辨识分析模 块， 参数辨识分析模块根据多自由度串联型机械臂的动力学模型中摩擦力矩建立机械臂 关节的摩擦力模型， 针对多自由度串联型机械臂动力学模型中线性化动力学模型利用加权最小二乘法迭 代辨识基本动力学参数， 根据基本动力学参数中获得的摩擦力利用椭球法分别迭代获得摩擦力模型中的 Stribeck非线性摩擦力参数和非线性粘性摩 擦力参数， 约束Str ibeck非线性摩 擦力参数和 非线性粘性摩 擦力参数直至稳定， 所述Str ibeck非线性摩 擦力参数和非线性粘性摩 擦力参 数对应的基本动力学参数作为 辨识的机 械臂动力学参数。 8.一种基于迭代优化的机械臂动力学参数辨识装置， 其特征是包括： 至少一个存储器 和至少一个处 理器； 所述至少一个存 储器， 用于存 储机器可读程序； 所述至少一个处理器， 用于调用所述机器可读程序， 执行权利要求1至6中任一项所述 的一种基于迭代优化的机 械臂动力学参数辨识方法。 9.一种计算机可读介质， 其特征是所述计算机可读介质上存储有计算机指令， 所述计 算机指令在被处理器执行时， 使 所述处理器执行权利要求 1至6任一项 所述的一种基于迭代 优化的机 械臂动力学参数辨识方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114888803 A 3