机械必威体育网址

标题: 关于动力学，我读书少，你可不要骗我！ [打印本页]

作者: huwangning 时间: 2016-3-10 21:38
标题: 关于动力学，我读书少，你可不要骗我！
本帖最后由 huwangning 于 2016-3-10 22:14 编辑

有个刚进入工业机器人行业的网友问我，动力学在机器人研发中究竟处于一个什么样的地位。如果从理论研究的角度来回答这个问题，我觉得我根本没那个资格。如果是从工程实际的角度，我又很为难，不知道该怎样告诉你。
很多的工程经验，我告诉过别人。但人啊，往往愿意接受从心底里愿意接受的东西。关于动力学，我建议刚开始不要去碰他。等你把其他知识和经验积累了，再来理解这个理论上很美，但实际上很难应用得好的东西。如果国内有人说他们的机器人用上了动力学，我会告诉他等他把轨迹规划、功能以及可靠性弄好了，再来谈这个东西。忽悠不懂的人可以，问他两个问题就哑巴了。动力学仿真在选型方面倒是很管用的。推导动力学至少目前阶段就算了，但是概念倒是可以好好了解一下。
这么跟你说吧，动力学从完美的角度上来讲，主要是通过力矩前馈增加机器人的动态响应。说的直白一点，就是使机器人即使在高速情况下也能误差很少地跟踪输入。在低速情况下，加与不加动力学前馈是没有什么区别的。目前，工程上实现动力学前馈，主要的困难在计算机在动力学计算的实时性跟不上，另外一个很可能会出现控制不稳定的情况，那将会是很危险的事情。

作者: wf2725864 时间: 2016-3-10 21:50
动力学是研究机器人的基础

作者: 侯爵庄园 时间: 2016-3-10 21:53
目前正在学习中

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

动力学模型，不仅仅可以提高轨迹精度，现在强调人机协同，柔性关节机器人，还有可拖拽示教的机器人，都得有动力学模型在里面。这些国产机器人都有或者有样机，计算一点都不难，计算机还算不了你那点小板路么，难的在通讯上，和伺服驱动器的开放程度上，以前那种脉冲式的伺服驱动当然不行了。

作者: 成形极限 时间: 2016-3-11 04:59
天下武功，唯快不破。动力学的关键是功率足够，响应速度够快。你一个功率不足的电机，低分辨率的编码器，低速的的DSP，能好用吗？

作者: huwangning 时间: 2016-3-11 08:46

川hc 发表于 2016-3-10 23:30
@$ o- N+ ~1 M. ~+ f7 }动力学模型，不仅仅可以提高轨迹精度，现在强调人机协同，柔性关节机器人，还有可拖拽示教的机器人，都得有 ...

动力学在理论上可以提高轨迹精度不假，但是很可能带来控制上的不稳定。这个我们好几年前就做过实验的，把我们都吓坏了。人机协作中所谓的力控制现行的有两种方法：一种是加装力矩传感器；另一种是电流检测。这里的力控制跟动力学完全是两个概念，如果说非要勉强说有关系的话，那最多是重力补偿。重力补偿的计算负荷跟动力学计算根本不是一个量级上的。我们曾推导过4轴码垛机器人动力学的非简化解析表达式，单轴的表达式占满4页A4纸。国内也有我认为最靠谱的机器人控制系统研发团队曾经做过这方面的尝试，后来不了了之。动力学力矩前馈是加在电流环上的，而电流环的刷新频率要比位置环、速度环高很多才有意义。

作者: 机械huhuang 时间: 2016-3-11 08:55
路过

作者: 624272884 时间: 2016-3-11 09:17
我读书少，楼主你可不要骗我

作者: 迷茫的维修 时间: 2016-3-11 09:19
但人啊，往往愿意接受从心底里愿意接受的东西。
这句话挺实在的

作者: W节奏 时间: 2016-3-11 09:21
路过,看不明

作者: ylei201 时间: 2016-3-11 09:24
不一定啊

作者: shapur 时间: 2016-3-11 11:18
真理越辩越明！

作者: 机器人小白2014 时间: 2016-3-11 11:19
向大侠学习，我同意在选型方面很管用。大侠能否说说，目前国际上四大家族的产品中是否用到动力学反馈呢？

作者: huwangning 时间: 2016-3-11 17:46

机器人小白2014 发表于 2016-3-11 11:19 6 t( q5 {: z s$ I+ P; N2 `: ^& r+ i
向大侠学习，我同意在选型方面很管用。大侠能否说说，目前国际上四大家族的产品中是否用到动力学反馈呢？

首先说明一点，不是反馈，是力矩前馈。国外四大家现在有没有用在他们的产品上，我不太清楚，但是可以肯定的是他们在做这方面的努力。据可靠以及不怎么可靠的消息，国外著名机器人厂商在机器人控制技术上比国内大大领先。说句玩笑话，我们最好不要搞清楚到底有多大差距，如果知道差距有多大的话，可能没有勇气追赶了。

作者: Industrial 时间: 2016-3-11 19:47
目前国内多是纯位置模式吧，如果要上动力学，是否要把6个位置环拉到外面自己搞控制，伺服工作在力矩模式下？另外可拖拽示教机器人那个只是在低速下的零重力补偿，没有在高速下的各轴耦合力计算吧。

作者: 川hc 时间: 2016-3-11 21:39

huwangning 发表于 2016-3-11 08:46 3 A0 w# b, R1 @# s, b
动力学在理论上可以提高轨迹精度不假，但是很可能带来控制上的不稳定。这个我们好几年前就做过实验的，把 ...

几页A4纸又算什么呢，玩一个电脑游戏跑的计算量不比机器人少，现在机器人计算机是很牛的，是通讯的问题。一是伺服驱动器和计算机之间的通讯慢，电机电流数据不能迅速的反馈至计算机，处理之后不能迅速的下发指令，现在有工业实时总线了，响应周期1ms；二是伺服系统，很少开放到电流环的，特别是日系系统，基本都是封闭的，三环参数不允许你改变，但是现在不同了，现在的伺服驱动开放性很强，国产的都有按CIA402来搞的。

作者: 川hc 时间: 2016-3-11 22:18

huwangning 发表于 2016-3-11 17:46 # l( ~2 o2 e9 f2 _
首先说明一点，不是反馈，是力矩前馈。国外四大家现在有没有用在他们的产品上，我不太清楚，但是可以肯定 ...

国外机器人主要领先在轨迹精度和应用软件方面，不是在具体控制方法这种小问题上领先。运动参数闭环+力矩前馈/速度前馈什么的，只是控制方法而已，还有模糊啊神经网络啊天花乱坠，机器人根本用不上。实际上，大部分机器人轨迹插补不过是圆弧，高级点的有B样条，连发那科ABB都没有NUBRS这种机床必需的轨迹，所以搞高级控制没啥用，机器人也不是机床。
说到轨迹精度，轨迹重复精度国产机器人一点问题没有，国产机器人装国产减速机都有3个丝的轨迹重精度（点到点的重复精度自然也不差），但是实际轨迹和理论轨迹误差就大了，1-5mm是国内水平，1mm以内是国际先进水平，这不是有没有重力补偿的问题，而是机器人几何模型与本体的误差如何进行实时补偿的问题，本体你再怎么造业造不到理论上那个DH参数，DH参数里面的所有值，都是有偏差的，一般求逆解方法根本不考虑这些偏差（考虑了你就未必能解出解析解），进口机器人这种问题，是解决得很不错的，激光标定装配，有误差模型在里面跑，每个机器人的控制器单独对应一个本体，换本体就要换一套DH偏差参数。
说到软件就别提了，就一个例子，国产焊接机器人，你调试，要输入电压、电流等对于一般人来说莫名其妙的参数，但进口的你只需输入，板厚，材质、保护气种类等参数即可。

作者: Industrial 时间: 2016-3-14 19:21
应用的软件这些软实力先不说，就关注机器人本身控制来说，一个方向是运动学的静态绝对精度，另一个是动力学的动态跟随精度，我们两个方向都落后很多；绝对精度方向首先是加工装配精度，装起来不会偏差模型太多，这个很重要；之后第二个是模型修正算法，我们每年也有很多论文实用性怎样也不知道；最后一个是高精度外部测量修正，每台出厂前测量的参数都会刻在本体上。
另一个方向是动力学方程约束的动态跟随精度，这个只有在高速度下才有意义，但在高速下的空间轨迹不好测量和比对，连国外都没保证在什么样速度下能偏差多少，国内应该只是做做动力补偿吧，有了解这方面的大侠，可以大伙说说科普一下。

作者: 川hc 时间: 2016-3-27 23:07

Industrial 发表于 2016-3-14 19:21 ) {: p/ a) d/ V. R/ i$ ^! g# n$ q% _/ q0 @
应用的软件这些软实力先不说，就关注机器人本身控制来说，一个方向是运动学的静态绝对精度，另一个是动力学 ...

很有道理

作者: liang-hongfei 时间: 2017-3-3 10:35
实情，机器人动力学这一块比较难懂，国内做的基本上都是按照国外的论文算一遍了事，基本山没有把它吃透的。

欢迎光临机械必威体育网址 (//www.szfco.com/)