机器人单关节的力矩控制

基于动力学模型的扭矩控制一直是机器人高性能伺服控制研究的热点问题，本文将介绍单关节的扭矩控制方法。

动力学模型主要用于研究运动所需的力。机器人末端的关节，即第六轴上的扭矩控制，为了实现多自由运动控制，从单关节控制开始加方便。当末端负载相对较小时，第六轴运动主要考虑摩擦。一般来说，很难直接获得机器人完整准确的动力学模型，包括摩擦模型。因此，为了实现伺服运动控制，在使用前需要识别动力学模型PD 控制前馈补偿模式。

摩擦形成粘性摩擦 根据库伦摩擦的形式，总摩擦与关节速度大致呈线性关系。在实验中，需要收集伺服驱动器返回的扭矩值和速度值，如图所示，然后分析实际摩擦模型。

获得关节摩擦模型后，可控制关节轴伺服。实验结束后，画出随时间变化的关节角度、速度和扭矩曲线。一般来说，关节角度跟踪预期轨迹。但由于系统和方法本身的原因，跟踪精度不是很好，有些点甚至达到10度。造成这种情况的原因有很多，如扭矩控制周期和位置变化值，会导致带宽不足，因此扭矩值无法跟踪某些周期的预期值。此外，本文控制关节的扭矩本质上是控制电机的电流。由于没有关节扭矩传感器，预期的关节扭矩可能与实际电流值对应的扭矩值矩传感器。

本文可以在一定的精度范围内实现关节伺服运动控制。虽然控制效果不是特别好，但这只是一个有益的尝试，硬件成本低，算法可以改进。此外，摩擦识别方法相对粗糙，可以优化以获得更准确的估计值。