(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211077633.3 (22)申请日 2022.09.05 (71)申请人 珞石 （北京） 科技有限公司 地址 100097 北京市海淀区望福园东区北 京海青曙光房地产开 发中心产业用房 (办公)及邮政支局项目A幢7层1- 01 (72)发明人 张靖棋　庹华　韩峰涛　于文进　 杨春卫　刘长乐　陈伟　 (74)专利代理 机构 北京瑞盛铭杰知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11617 专利代理师 李绩 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种机器人单关节电压控制方法 (57)摘要 本发明提出了一种机器人单关节电压控制 方法， 包括： 对机器人的单关节电压控制方式， 分 别设置外环控制模式和内环控制模式， 其中， 所 述外环控制模式用于动力学计算， 所述内环控制 模式用于电压控制； 计算外环控制量θmd； 将所 述外环控制量θmd传入到内环， 并计算内环电机 电压控制量u(t)； 将计算得到的内环电机电压控 制量u(t)输入到伺服电机中， 以实现电压控制。 权利要求书1页 说明书3页 附图1页 CN 115488882 A 2022.12.20 CN 115488882 A 1.一种机器人 单关节电压控制方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤S1， 对机器人的单关节电压控制方式， 分别设置外环控制模式和内环控制模式， 其 中， 所述外环控制模式用于动力学计算， 所述内环控制模式用于电压控制； 步骤S2， 计算外环控制量θmd； 步骤S3， 将所述外环控制量θmd传入到内环， 并计算内环电机电压控制量u(t)； 步骤S4， 将计算得到的内环电机电压控制量u(t)输入到伺服电机中， 以实现电压控制。 2.如权利要求1所述的机器人单关节电压控制方法， 其特征在于， 在所述步骤S2中， 通 过动力学计算外环控制量θmd， 包括： f(t)＝k(e)e(t) k(e)＝K0+K1{In‑sech(e)} 其中： e(t)＝θd‑θ 其中， θd： 目标电机位置； Kp,Kd,KI： 可调参数， 每个关节的位置环PID控制参数组成的正 对角矩阵； K0,K1： 可调参数， 正对角矩阵； θ为连杆端实际位置； 机器人有n个关节， In为n阶单 位矩阵； ei为i关节的连 杆端位置 。 3.如权利要求1所述的机器人单关节电压控制方法， 其特征在于， 在所述步骤S3中， 将 所述外环控制量θmd传入到内环， 并计算内环电机电压控制量u(t)， 包括： 其中： β 为可调参数， 正对角矩阵， R为电阻， Ia为A相电流， Kb为电机电压控制参数， 即电 压与速度比， E为目标电机位置与实际电机位置之间的差值； 为θmd的微分。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115488882 A 2一种机器人单关节电压控制方 法 技术领域 [0001]本发明涉及工业机器人技 术领域， 特别涉及一种机器人 单关节电压控制方法。 背景技术 [0002]随着工业机器人应用领域的不断扩大以及现代工业的快速发展， 人们对工业机器 人性能的要求越来越高， 以进一步提高生产效率和产品质量， 因此高速、 高精度成为目前机 器人控制的发展趋势。 [0003]但是目前机器人控制还面临着一些重要挑战， 因为机器人是一个强非线性， 强时 变性， 强耦合系统， 且在系统建模过程中有很多的不确定性， 如外部扰动， 系统参数的建立 和变化等。 [0004]目前机器人主要采用单关节伺服传统三环P I控制方法。 该方法是目前使用最普遍 的控制方法， 无需控制模型， 通过纠正偏差达到指令目标。 但是由于机器人单关节的柔性， 会产生很大的位置误差和力矩 误差， 期望外的过度过程， 甚至影响系统的稳定性。 所以机器 人单关节的高速度高精度仍然是现代机器人控制面临的挑战。 发明内容 [0005]本发明的目的旨在至少解决所述 技术缺陷之一。 [0006]为此， 本发明的目的在于提出一种机器人 单关节电压控制方法。 [0007]为了实现上述目的， 本发明的实施例提供一种机器人单关节电压控制 方法， 包括 如下步骤： [0008]步骤S1， 对机器人的单关节电压控制 方式， 分别设置外环控制模式和内环控制模 式， 其中， 所述外环控制模式用于动力学计算， 所述内环控制模式用于电压控制； [0009]步骤S2， 计算外环控制量θmd； [0010]步骤S3， 将所述外环控制量θmd传入到内环， 并计算内环电机电压控制量u(t)； [0011]步骤S4， 将计算得到的内环电机电压控制 量u(t)输入到伺服电机中， 以实现电压 控制。 [0012]进一步， 在所述 步骤S2中， 通过动力学计算外环控制量θmd， 包括： [0013] [0014]f(t)＝k(e)e(t) [0015]k(e)＝K0+K1{In‑sech(e)} [0016]其中： [0017]e(t)＝θd‑θ [0018] [0019]其中， θd： 目标电机位置； Kp,Kd,KI： 可调参数， 每个关节的位置环PID控制参数组成 的正对角矩阵； K0,K1： 可调参数， 正对角矩阵； θ为连杆端实际位置； 机器人有n个 关节， In为n说　明　书 1/3 页 3 CN 115488882 A 3