基于惯性测量单元的欠驱动球形机器人惯性参数辨识

第41卷 第4期2011年7月

吉林大学学报(工学版)

JournalofJilinUniversity(EngineeringandTechnologyEdition)

Vol.41 No.4 July2011

基于惯性测量单元的欠驱动球形

机器人惯性参数辨识

庄 未,刘晓平,孙汉旭

(北京邮电大学自动化学院,北京100876)

摘 要:针对欠驱动球形机器人,提出基于惯性测量单元的惯性参数辨识方法。首先,根据Kane方法建立欠驱动球形机器人的动力学模型;其次,利用该模型中的三个欠驱动方程推导出球形机器人惯性参数辨识模型;最后,以一种新型的球形机器人为实验平台,根据安装在球形机器人框架上的惯性测量单元实测信息,对本文方法进行实验验证。实验结果表明,辨识结果具有合理性。该方法简单可行,为其他欠驱动机器人惯性参数辨识提供了一种新的思路。关键词:自动控制技术;球形机器人;欠驱动机器人;惯性测量单元;惯性参数辨识中图分类号:TP24 文献标志码:A 文章编号:1671 5497(2011)04 1119 07

Methodforidentifyinginertialparametersofunderactuatedspherical

robotbasedoninertialmeasurementunit

ZHUANGWei,LIUXiao ping,SUNHan xu

(SchoolofAutomation,BeijingUniversityofPostsandTelecommunications,Beijing100876,China)

Abstract:Anapproachtoidentifytheinertialparametersofanunderactuatedsphericalrobotispresented,whichisbasedonanInertialMeasurementUnit(IMU).First,adynamicmodelofthesphericalrobotwasconstructedusingKane'smethod.Then,usingthethreeunderactuatedequationsoftheconstructeddynamicmodel,theidentificationmodelofinertialparametersofthesphericalrobotwasderived.Finally,theproposedmethodofinertialparameteridentificationwasvalidatedbyexperimentonanewtypeofsphericalrobotastheexperimentalplatform,usingtherealinformationoftheIMUfixedontheframeoftherobot.Experimentresultsshowthattheproposedmethodissimpleandfeasiblethattheidentifiedparametersarereasonable.Themethodcanbeapplicablefortheidentificationofinertialparametersofotherunderactuatedrobots.

Keywords:automaticcontroltechnology;sphericalrobot;underactuatedrobot;inertialmeasurementunit(IMU);inertialparametersidentification

0 引 言

为了提高欠驱动球形机器人的运动精度,实

现对球形机器人更好地控制,需要采用各种基于动力学模型的控制算法来提高控制器的稳定性和响应速度,进而需要建立精确的动力学模型。机

收稿日期:2009 08 06.

基金项目: 863 国家高技术研究发展计划项目(2006AA04Z243).

作者简介:庄未(1977 ),女,博士研究生.研究方向:机器人动力学,参数辨识.E mail:zhuangweibupt@sohu.com

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