(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 202210842420.9 (22)申请日 2022.07.18 (71)申请人 上海飒智 智能科技有限公司 地址 200240 上海市闵行区剑川路951号1 幢南楼4015室 (72)发明人 张建政　韦鲲　董易　邹金沛　 李方宝　 (74)专利代理 机构 北京清大紫荆知识产权代理 有限公司 1 1718 专利代理师 黄贞君　郑纯 (51)Int.Cl. B25J 9/16(2006.01) (54)发明名称 一种机器人机械臂伺服系统整体性能调优 方法 (57)摘要 本发明属于智能机器人关节伺服控制领域， 具体涉及一种机器人机械臂伺服系统整体性能 调优方法， 利用机械臂数字孪生系统对多轴机械 臂伺服系统参数进行调节； 同时采用灰色关联法 分析各轴关节伺服模组中哪一个综合性能最低， 从而找到 该轴进行控制参数调优， 本发明以机械 臂伺服系统的整体性能指标为控制参数进行性 能调优， 避免了传统技术的逐一参数调整方式， 提高了整体调优精度并简化调优过程。 权利要求书2页 说明书9页 附图4页 CN 115026835 A 2022.09.09 CN 115026835 A 1.一种机器人机械臂伺 服系统整体性 能调优方法， 所述机械臂伺 服系统包括至少两个 依次连接的轴关节伺服模组； 其特 征在于， 所述 性能调优方法包括以下步骤： S101： 建立基于所述机器人机械臂各关节伺服模组的数字孪生模型所组成的机械臂数 字孪生系统； S102： 在所述数字孪生系统中执行所述机械臂伺服系 统的性能反馈动作； 收集所述数 字孪生系统执 行所述性能反馈动作的期望结果数据以及真实结果数据； S103： 基于所述期望结果数据与所述真实结果数据得 出灰色关联相关数据； S104： 基于所述灰色 关联数据采用灰色 关联算法评价各 所述轴关节的执 行综合性能； S105： 对综合 性能较低的所述轴关节伺服模组进行调优。 2.根据权利要求1所述的性能调优方法， 其特征在于， 所述调优方法还包括S106： 重复 所述S102 ‑S105进一步调优所述机 械臂伺服系统。 3.根据权利要求1所述的性能调优方法， 其特征在于， 所述灰色关联相关数据包括所述 轴关节伺 服模组执行所述性 能反馈动作的： 位置跟踪误差eθ、 位置环增益值Kp、 速度环增益 值Kv、 速度环积分增益 值Ki以及速度误差ew； 所述位置跟踪误差eθ和速度误差ew基于所述期望结果数据与所述真实结果数据比对得 出。 4.根据权利要求3所述的性能调优方法， 其特征在于， 基于所述灰色关联算法评价各所 述轴关节伺服模组的综合 性能的方法具体为： 设目标矩阵： X0＝(x0(1)， x0(2)， x0(3)， x0(4)， x0(5)) 将所述机 械臂伺服系统的位置跟踪误差的测试 结果以正交矩阵形式表达为： Xi＝(xi(1)， xi(2)， xi(3)， xi(4)， xi(5)),i＝1,2, …,n； 其中n表示所述轴关节伺服模组 的数量； 则测试结果和目标值之间的灰色 关联系数表示 为： 其中γ表示Xi与X0在点k处的关联程度， 其均值即为灰色 关联度， 如下式所示： 其中， k＝1， 2， ...， 5； i＝1,2,…,n； ρ 为常数。 5.根据权利要求1所述的性能调优方法， 其特 征在于， 搭建所述孪生模型的数据包括： θ(t)： 所述轴关节伺服模组的实时随时间变化的角度值； ω(t)： 所述轴关节伺服模组的实时随时间变化的速度值； i(t)： 所述轴关节伺服模组的实时随时间变化的电流 值； α(t)： 所述轴关节伺服模组的实时随时间变化的加速度值。 6.根据权利要求1所述的性能调优方法， 其特征在于， 搭建所述孪生模型的数据还包括 所述轴关节伺服模组的： 视 觉传感器信息、 力矩传感器信息以及安全传感器信息 。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115026835 A 27.根据权利要求1所述的性能调优方法， 其特征在于， 所述数字孪生系统还用于采集所 述性能反馈动作的机 械臂运动方程 生成指令 轨迹。 8.根据权利要求7所述的性能调优方法， 其特征在于， 所述数字孪生系统设置有图形化 界面； 所述图形化界面用于显示各所述轴关节伺服模组在xyz空间的位姿变化轨迹以及所 述指令轨迹。 9.根据权利要求8所述的性能调优方法， 其特征在于， 所述位姿变化轨迹及所述指令轨 迹基于质心点轨 迹描述。 10.根据权利要求1所述的性能调优方法， 其特征在于， 所述S101之前还包括初始参数 调整过程； 所述初始参数调整过程包括以下步骤： S201:将所述机 械臂伺服系统的控制参数进行初始化调整； S202:以机械臂伺服系统中各所述轴关节伺服模组依据末端至根部的顺序依次进行控 制参数初始化调整； S203:所述机 械臂伺服系统执 行设定轨迹运动； S204:基于所述数字孪生系 统比对所述机械臂的末端执行器是否到达指定目标点， 若 是则所述初始参数调整过程完成， 若否则执 行以下步骤： S301:基于所述数字孪生系统挑选跟踪误差最大的所述轴关节伺服模组进行初始化调 优； S302:初始化调优后的所述轴关节伺服模组的跟踪误差是否下降， 若是跳转至所述 S203， 若否调整跟踪误差最大的所述轴关节伺服模组的继电反馈参数值 或手动设置跟踪误 差最大的所述轴关节伺服模组的轴控制参数； 手动设置跟踪误差最大的所述轴关节伺服模组的轴控制参数后跳转至所述S3 01。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115026835 A 3