中國科學院寧波材料技術與工程研究所陳慶盈獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉中國科學院寧波材料技術與工程研究所申請的專利一種雙編碼器柔性關節的振動抑制方法及控制系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN111987972B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-08-26發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202010994653.1,技術領域涉及:H02P29/00;該發明授權一種雙編碼器柔性關節的振動抑制方法及控制系統是由陳慶盈;辛強;王沖沖;張馳;楊桂林設計研發完成,并于2020-09-21向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種雙編碼器柔性關節的振動抑制方法及控制系統在說明書摘要公布了:本發明公開了一種雙編碼器柔性關節的振動抑制方法及控制系統。所述振動抑制方法針對柔性關節在電機端和負載端都安裝有傳感器可以分別獲得電機端和負載端的運動學信息角位移或者角速度的關節系統。本發明實施例中描述的柔性關節電機端和負載端傳感器為編碼器,該方法通過電機端編碼器和負載端編碼器分別測得電機端速度和負載端速度,將電機端速度和負載端速度通過加權求和得到剛體速度,將所獲剛體速度與電機端速度的誤差或者剛體速度與負載端速度的誤差經過頻率篩選器之后反饋到速度控制器的輸入,通過修正速度控制器的輸入信號,實現對被控系統的振動抑制。本發明有效地解決了雙編碼器柔性關節的振動抑制問題,同時為協作機器人的柔性關節振動抑制提供了一種有效的新方法。
本發明授權一種雙編碼器柔性關節的振動抑制方法及控制系統在權利要求書中公布了:1.一種雙編碼器柔性關節的振動抑制方法,其特征在于,所述振動抑制方法包括: 基于傳感器測量電機端速度和負載端速度; 基于剛體速度求解器根據所述傳感器測得的電機端速度和負載端速度計算得到剛體速度; 基于頻率篩選器將所述電機端速度或所述負載端速度與所述剛體速度的誤差經過頻率篩選后得到特定頻率區間的純振動速度,并將所述純振動速度反饋到所述速度控制器的輸入; 基于速度控制器的電機端速度或負載端速度反饋,利用頻率篩選器反饋的純振動速度來修正速度控制器的輸入信號,從而得到修正后的速度控制器輸出,即電機輸入力矩,并將所述電機輸入力矩作為雙編碼器柔性關節的輸入; 所述振動抑制方法通過修正所述速度控制器的輸入信號來實現對柔性關節的振動抑制; 所述剛體速度是由電機端速度和負載端速度加權求和得到的,電機端速度的權重是電機端慣量與總慣量的比值,負載端速度的權重是負載端慣量與總慣量的比值,所述總慣量為電機端慣量與負載端慣量之和; 所述速度控制器基于電機端速度反饋時,從輸入到輸出的傳遞函數Pms的表達式如下式: 所述速度控制器基于負載端速度反饋時,從輸入到輸出的傳遞函數Pls的表達式如下式: 其中,C為速度控制器的控制參數;ωr為被控對象的系統諧振點頻率,即雙編碼器柔性關節的系統諧振點頻率;ωa為被控對象的系統反諧振點頻率,即雙編碼器柔性關節的系統反諧振點頻率;s為所述傳遞函數在拉普拉斯域中的變量;K為頻率篩選器中的增益調節器,即純振動信號的反饋增益。
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