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機械社區(qū)

標題: 關于動力學,，我讀書少,，你可不要騙我！ [打印本頁]

作者: huwangning 時間: 2016-3-10 21:38
標題: 關于動力學,，我讀書少，你可不要騙我,！
本帖最后由 huwangning 于 2016-3-10 22:14 編輯

有個剛進入工業(yè)機器人行業(yè)的網(wǎng)友問我,，動力學在機器人研發(fā)中究竟處于一個什么樣的地位。如果從理論研究的角度來回答這個問題,，我覺得我根本沒那個資格,。如果是從工程實際的角度，我又很為難,，不知道該怎樣告訴你,。
很多的工程經(jīng)驗，我告訴過別人,。但人啊,，往往愿意接受從心底里愿意接受的東西。關于動力學,，我建議剛開始不要去碰他,。等你把其他知識和經(jīng)驗積累了，再來理解這個理論上很美,，但實際上很難應用得好的東西,。如果國內(nèi)有人說他們的機器人用上了動力學，我會告訴他等他把軌跡規(guī)劃,、功能以及可靠性弄好了,，再來談這個東西。忽悠不懂的人可以,，問他兩個問題就啞巴了,。動力學仿真在選型方面倒是很管用的。推導動力學至少目前階段就算了,，但是概念倒是可以好好了解一下,。
這么跟你說吧，動力學從完美的角度上來講,，主要是通過力矩前饋增加機器人的動態(tài)響應,。說的直白一點，就是使機器人即使在高速情況下也能誤差很少地跟蹤輸入,。在低速情況下,，加與不加動力學前饋是沒有什么區(qū)別的。目前,，工程上實現(xiàn)動力學前饋,，主要的困難在計算機在動力學計算的實時性跟不上，另外一個很可能會出現(xiàn)控制不穩(wěn)定的情況,，那將會是很危險的事情,。

作者: wf2725864 時間: 2016-3-10 21:50
動力學是研究機器人的基礎

作者: 侯爵莊園 時間: 2016-3-10 21:53
目前正在學習中

作者: 川hc 時間: 2016-3-10 23:30
本帖最后由川hc 于 2016-3-10 23:33 編輯

動力學模型,，不僅僅可以提高軌跡精度，現(xiàn)在強調(diào)人機協(xié)同,，柔性關節(jié)機器人,，還有可拖拽示教的機器人，都得有動力學模型在里面,。這些國產(chǎn)機器人都有或者有樣機,，計算一點都不難，計算機還算不了你那點小板路么,，難的在通訊上,，和伺服驅(qū)動器的開放程度上，以前那種脈沖式的伺服驅(qū)動當然不行了,。

作者: 成形極限 時間: 2016-3-11 04:59
天下武功,，唯快不破。動力學的關鍵是功率足夠,，響應速度夠快,。你一個功率不足的電機，低分辨率的編碼器,，低速的的DSP，能好用嗎,？

作者: huwangning 時間: 2016-3-11 08:46

川hc 發(fā)表于 2016-3-10 23:30 8 B9 h; j% }; x, S8 x( o9 I
動力學模型,，不僅僅可以提高軌跡精度，現(xiàn)在強調(diào)人機協(xié)同,，柔性關節(jié)機器人,，還有可拖拽示教的機器人，都得有 ...

動力學在理論上可以提高軌跡精度不假,，但是很可能帶來控制上的不穩(wěn)定,。這個我們好幾年前就做過實驗的，把我們都嚇壞了,。人機協(xié)作中所謂的力控制現(xiàn)行的有兩種方法：一種是加裝力矩傳感器,；另一種是電流檢測。這里的力控制跟動力學完全是兩個概念,，如果說非要勉強說有關系的話,，那最多是重力補償。重力補償?shù)挠嬎阖摵筛鷦恿W計算根本不是一個量級上的,。我們曾推導過4軸碼垛機器人動力學的非簡化解析表達式,，單軸的表達式占滿4頁A4紙。國內(nèi)也有我認為最靠譜的機器人控制系統(tǒng)研發(fā)團隊曾經(jīng)做過這方面的嘗試,，后來不了了之,。動力學力矩前饋是加在電流環(huán)上的,，而電流環(huán)的刷新頻率要比位置環(huán)、速度環(huán)高很多才有意義,。

作者: 機械huhuang 時間: 2016-3-11 08:55
路過

作者: 624272884 時間: 2016-3-11 09:17
我讀書少,，樓主你可不要騙我

作者: 迷茫的維修 時間: 2016-3-11 09:19
但人啊，往往愿意接受從心底里愿意接受的東西,。
這句話挺實在的

作者: W節(jié)奏 時間: 2016-3-11 09:21
路過,看不明

作者: ylei201 時間: 2016-3-11 09:24
不一定啊

作者: shapur 時間: 2016-3-11 11:18
真理越辯越明,！

作者: 機器人小白2014 時間: 2016-3-11 11:19
向大俠學習，我同意在選型方面很管用,。大俠能否說說,，目前國際上四大家族的產(chǎn)品中是否用到動力學反饋呢？

作者: huwangning 時間: 2016-3-11 17:46

機器人小白2014 發(fā)表于 2016-3-11 11:19 H1 n" u+ a7 @- O0 z
向大俠學習,，我同意在選型方面很管用,。大俠能否說說，目前國際上四大家族的產(chǎn)品中是否用到動力學反饋呢,？

首先說明一點,，不是反饋，是力矩前饋,。國外四大家現(xiàn)在有沒有用在他們的產(chǎn)品上,，我不太清楚，但是可以肯定的是他們在做這方面的努力,。據(jù)可靠以及不怎么可靠的消息,，國外著名機器人廠商在機器人控制技術上比國內(nèi)大大領先。說句玩笑話,，我們最好不要搞清楚到底有多大差距,，如果知道差距有多大的話，可能沒有勇氣追趕了,。

作者: Industrial 時間: 2016-3-11 19:47
目前國內(nèi)多是純位置模式吧,，如果要上動力學，是否要把6個位置環(huán)拉到外面自己搞控制,，伺服工作在力矩模式下,？另外可拖拽示教機器人那個只是在低速下的零重力補償，沒有在高速下的各軸耦合力計算吧,。

作者: 川hc 時間: 2016-3-11 21:39

huwangning 發(fā)表于 2016-3-11 08:46 ' h! b* b) v# U9 I4 }# y
動力學在理論上可以提高軌跡精度不假,，但是很可能帶來控制上的不穩(wěn)定。這個我們好幾年前就做過實驗的,，把 ...

幾頁A4紙又算什么呢,，玩一個電腦游戲跑的計算量不比機器人少，現(xiàn)在機器人計算機是很牛的,，是通訊的問題,。一是伺服驅(qū)動器和計算機之間的通訊慢,，電機電流數(shù)據(jù)不能迅速的反饋至計算機，處理之后不能迅速的下發(fā)指令,，現(xiàn)在有工業(yè)實時總線了,，響應周期1ms；二是伺服系統(tǒng),，很少開放到電流環(huán)的,，特別是日系系統(tǒng)，基本都是封閉的,，三環(huán)參數(shù)不允許你改變,，但是現(xiàn)在不同了，現(xiàn)在的伺服驅(qū)動開放性很強,，國產(chǎn)的都有按CIA402來搞的,。

作者: 川hc 時間: 2016-3-11 22:18

huwangning 發(fā)表于 2016-3-11 17:46
6 y/ u2 v) o) T3 v! C首先說明一點，不是反饋,，是力矩前饋,。國外四大家現(xiàn)在有沒有用在他們的產(chǎn)品上，我不太清楚,，但是可以肯定 ...

國外機器人主要領先在軌跡精度和應用軟件方面,，不是在具體控制方法這種小問題上領先。運動參數(shù)閉環(huán)+力矩前饋/速度前饋什么的,，只是控制方法而已,，還有模糊啊神經(jīng)網(wǎng)絡啊天花亂墜，機器人根本用不上,。實際上，大部分機器人軌跡插補不過是圓弧,，高級點的有B樣條,，連發(fā)那科ABB都沒有NUBRS這種機床必需的軌跡，所以搞高級控制沒啥用,，機器人也不是機床,。
說到軌跡精度，軌跡重復精度國產(chǎn)機器人一點問題沒有,，國產(chǎn)機器人裝國產(chǎn)減速機都有3個絲的軌跡重精度（點到點的重復精度自然也不差）,，但是實際軌跡和理論軌跡誤差就大了，1-5mm是國內(nèi)水平,，1mm以內(nèi)是國際先進水平,，這不是有沒有重力補償?shù)膯栴}，而是機器人幾何模型與本體的誤差如何進行實時補償?shù)膯栴},，本體你再怎么造業(yè)造不到理論上那個DH參數(shù),，DH參數(shù)里面的所有值,，都是有偏差的，一般求逆解方法根本不考慮這些偏差（考慮了你就未必能解出解析解）,，進口機器人這種問題,，是解決得很不錯的，激光標定裝配,，有誤差模型在里面跑,，每個機器人的控制器單獨對應一個本體，換本體就要換一套DH偏差參數(shù),。
說到軟件就別提了,，就一個例子，國產(chǎn)焊接機器人,，你調(diào)試,，要輸入電壓、電流等對于一般人來說莫名其妙的參數(shù),，但進口的你只需輸入,，板厚，材質(zhì),、保護氣種類等參數(shù)即可,。

作者: Industrial 時間: 2016-3-14 19:21
應用的軟件這些軟實力先不說，就關注機器人本身控制來說,，一個方向是運動學的靜態(tài)絕對精度,，另一個是動力學的動態(tài)跟隨精度，我們兩個方向都落后很多,；絕對精度方向首先是加工裝配精度,，裝起來不會偏差模型太多，這個很重要,；之后第二個是模型修正算法,，我們每年也有很多論文實用性怎樣也不知道；最后一個是高精度外部測量修正,，每臺出廠前測量的參數(shù)都會刻在本體上,。
另一個方向是動力學方程約束的動態(tài)跟隨精度，這個只有在高速度下才有意義,，但在高速下的空間軌跡不好測量和比對,，連國外都沒保證在什么樣速度下能偏差多少，國內(nèi)應該只是做做動力補償吧,，有了解這方面的大俠,，可以大伙說說科普一下。

作者: 川hc 時間: 2016-3-27 23:07

Industrial 發(fā)表于 2016-3-14 19:21 9 D8 R+ q) L. m# w7 r! O
應用的軟件這些軟實力先不說，就關注機器人本身控制來說,，一個方向是運動學的靜態(tài)絕對精度,，另一個是動力學 ...

很有道理

作者: liang-hongfei 時間: 2017-3-3 10:35
實情，機器人動力學這一塊比較難懂,，國內(nèi)做的基本上都是按照國外的論文算一遍了事,，基本山?jīng)]有把它吃透的。

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