機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 關(guān)于動(dòng)力學(xué)，我讀書少，你可不要騙我！ [打印本頁]

作者: huwangning 時(shí)間: 2016-3-10 21:38
標(biāo)題: 關(guān)于動(dòng)力學(xué)，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(gè)剛進(jìn)入工業(yè)機(jī)器人行業(yè)的網(wǎng)友問我，動(dòng)力學(xué)在機(jī)器人研發(fā)中究竟處于一個(gè)什么樣的地位。如果從理論研究的角度來回答這個(gè)問題，我覺得我根本沒那個(gè)資格。如果是從工程實(shí)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(yàn)，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(guān)于動(dòng)力學(xué)，我建議剛開始不要去碰他。等你把其他知識和經(jīng)驗(yàn)積累了，再來理解這個(gè)理論上很美，但實(shí)際上很難應(yīng)用得好的東西。如果國內(nèi)有人說他們的機(jī)器人用上了動(dòng)力學(xué)，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(gè)東西。忽悠不懂的人可以，問他兩個(gè)問題就啞巴了。動(dòng)力學(xué)仿真在選型方面倒是很管用的。推導(dǎo)動(dòng)力學(xué)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(dòng)力學(xué)從完美的角度上來講，主要是通過力矩前饋增加機(jī)器人的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。說的直白一點(diǎn)，就是使機(jī)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(dòng)力學(xué)前饋是沒有什么區(qū)別的。目前，工程上實(shí)現(xiàn)動(dòng)力學(xué)前饋，主要的困難在計(jì)算機(jī)在動(dòng)力學(xué)計(jì)算的實(shí)時(shí)性跟不上，另外一個(gè)很可能會出現(xiàn)控制不穩(wěn)定的情況，那將會是很危險(xiǎn)的事情。

作者: wf2725864 時(shí)間: 2016-3-10 21:50
動(dòng)力學(xué)是研究機(jī)器人的基礎(chǔ)

作者: 侯爵莊園 時(shí)間: 2016-3-10 21:53
目前正在學(xué)習(xí)中

作者: 川hc 時(shí)間: 2016-3-10 23:30
本帖最后由川hc 于 2016-3-10 23:33 編輯

動(dòng)力學(xué)模型，不僅僅可以提高軌跡精度，現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)人機(jī)協(xié)同，柔性關(guān)節(jié)機(jī)器人，還有可拖拽示教的機(jī)器人，都得有動(dòng)力學(xué)模型在里面。這些國產(chǎn)機(jī)器人都有或者有樣機(jī)，計(jì)算一點(diǎn)都不難，計(jì)算機(jī)還算不了你那點(diǎn)小板路么，難的在通訊上，和伺服驅(qū)動(dòng)器的開放程度上，以前那種脈沖式的伺服驅(qū)動(dòng)當(dāng)然不行了。

作者: 成形極限 時(shí)間: 2016-3-11 04:59
天下武功，唯快不破。動(dòng)力學(xué)的關(guān)鍵是功率足夠，響應(yīng)速度夠快。你一個(gè)功率不足的電機(jī)，低分辨率的編碼器，低速的的DSP，能好用嗎？

作者: huwangning 時(shí)間: 2016-3-11 08:46

川hc 發(fā)表于 2016-3-10 23:30 , E( u6 m; s) e4 P, J! H& c- S
動(dòng)力學(xué)模型，不僅僅可以提高軌跡精度，現(xiàn)在強(qiáng)調(diào)人機(jī)協(xié)同，柔性關(guān)節(jié)機(jī)器人，還有可拖拽示教的機(jī)器人，都得有 ...

動(dòng)力學(xué)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(gè)我們好幾年前就做過實(shí)驗(yàn)的，把我們都嚇壞了。人機(jī)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(dòng)力學(xué)完全是兩個(gè)概念，如果說非要勉強(qiáng)說有關(guān)系的話，那最多是重力補(bǔ)償。重力補(bǔ)償?shù)挠?jì)算負(fù)荷跟動(dòng)力學(xué)計(jì)算根本不是一個(gè)量級上的。我們曾推導(dǎo)過4軸碼垛機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的非簡化解析表達(dá)式，單軸的表達(dá)式占滿4頁A4紙。國內(nèi)也有我認(rèn)為最靠譜的機(jī)器人控制系統(tǒng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)曾經(jīng)做過這方面的嘗試，后來不了了之。動(dòng)力學(xué)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(jī)械huhuang 時(shí)間: 2016-3-11 08:55
路過

作者: 624272884 時(shí)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(shí)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(shí)在的

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

作者: ylei201 時(shí)間: 2016-3-11 09:24
不一定啊

作者: shapur 時(shí)間: 2016-3-11 11:18
真理越辯越明！

作者: 機(jī)器人小白2014 時(shí)間: 2016-3-11 11:19
向大俠學(xué)習(xí)，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(dòng)力學(xué)反饋呢？

作者: huwangning 時(shí)間: 2016-3-11 17:46

機(jī)器人小白2014 發(fā)表于 2016-3-11 11:19
8 _% \/ P7 T5 Y向大俠學(xué)習(xí)，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(dòng)力學(xué)反饋呢？

首先說明一點(diǎn)，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(jī)器人廠商在機(jī)器人控制技術(shù)上比國內(nèi)大大領(lǐng)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(shí)間: 2016-3-11 19:47
目前國內(nèi)多是純位置模式吧，如果要上動(dòng)力學(xué)，是否要把6個(gè)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(jī)器人那個(gè)只是在低速下的零重力補(bǔ)償，沒有在高速下的各軸耦合力計(jì)算吧。

作者: 川hc 時(shí)間: 2016-3-11 21:39

huwangning 發(fā)表于 2016-3-11 08:46 $ ? y7 o- G; N
動(dòng)力學(xué)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(gè)我們好幾年前就做過實(shí)驗(yàn)的，把 ...

幾頁A4紙又算什么呢，玩一個(gè)電腦游戲跑的計(jì)算量不比機(jī)器人少，現(xiàn)在機(jī)器人計(jì)算機(jī)是很牛的，是通訊的問題。一是伺服驅(qū)動(dòng)器和計(jì)算機(jī)之間的通訊慢，電機(jī)電流數(shù)據(jù)不能迅速的反饋至計(jì)算機(jī)，處理之后不能迅速的下發(fā)指令，現(xiàn)在有工業(yè)實(shí)時(shí)總線了，響應(yīng)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(dòng)開放性很強(qiáng)，國產(chǎn)的都有按CIA402來搞的。

作者: 川hc 時(shí)間: 2016-3-11 22:18

huwangning 發(fā)表于 2016-3-11 17:46 : n" T4 c' ^" J( a
首先說明一點(diǎn)，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(jī)器人主要領(lǐng)先在軌跡精度和應(yīng)用軟件方面，不是在具體控制方法這種小問題上領(lǐng)先。運(yùn)動(dòng)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(luò)啊天花亂墜，機(jī)器人根本用不上。實(shí)際上，大部分機(jī)器人軌跡插補(bǔ)不過是圓弧，高級點(diǎn)的有B樣條，連發(fā)那科ABB都沒有NUBRS這種機(jī)床必需的軌跡，所以搞高級控制沒啥用，機(jī)器人也不是機(jī)床。
說到軌跡精度，軌跡重復(fù)精度國產(chǎn)機(jī)器人一點(diǎn)問題沒有，國產(chǎn)機(jī)器人裝國產(chǎn)減速機(jī)都有3個(gè)絲的軌跡重精度（點(diǎn)到點(diǎn)的重復(fù)精度自然也不差），但是實(shí)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(jìn)水平，這不是有沒有重力補(bǔ)償?shù)膯栴}，而是機(jī)器人幾何模型與本體的誤差如何進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償?shù)膯栴}，本體你再怎么造業(yè)造不到理論上那個(gè)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(jìn)口機(jī)器人這種問題，是解決得很不錯(cuò)的，激光標(biāo)定裝配，有誤差模型在里面跑，每個(gè)機(jī)器人的控制器單獨(dú)對應(yīng)一個(gè)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(gè)例子，國產(chǎn)焊接機(jī)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(jìn)口的你只需輸入，板厚，材質(zhì)、保護(hù)氣種類等參數(shù)即可。

作者: Industrial 時(shí)間: 2016-3-14 19:21
應(yīng)用的軟件這些軟實(shí)力先不說，就關(guān)注機(jī)器人本身控制來說，一個(gè)方向是運(yùn)動(dòng)學(xué)的靜態(tài)絕對精度，另一個(gè)是動(dòng)力學(xué)的動(dòng)態(tài)跟隨精度，我們兩個(gè)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(gè)很重要；之后第二個(gè)是模型修正算法，我們每年也有很多論文實(shí)用性怎樣也不知道；最后一個(gè)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(gè)方向是動(dòng)力學(xué)方程約束的動(dòng)態(tài)跟隨精度，這個(gè)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(yīng)該只是做做動(dòng)力補(bǔ)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(shí)間: 2016-3-27 23:07

Industrial 發(fā)表于 2016-3-14 19:21
& x& _7 O8 s4 ]. \! p% l應(yīng)用的軟件這些軟實(shí)力先不說，就關(guān)注機(jī)器人本身控制來說，一個(gè)方向是運(yùn)動(dòng)學(xué)的靜態(tài)絕對精度，另一個(gè)是動(dòng)力學(xué) ...

很有道理

作者: liang-hongfei 時(shí)間: 2017-3-3 10:35
實(shí)情，機(jī)器人動(dòng)力學(xué)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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