01
关节标定概述
为什么需要关节标定？力矩控制精度的瓶颈在哪里？课程目标与学习路径。
入门核心概念
02
关节动力学基础
牛顿-欧拉方程、拉格朗日方程、关节空间与任务空间动力学。
理论建模
03
摩擦模型与辨识
库仑摩擦、粘性摩擦、Stribeck效应、LuGre模型。
摩擦辨识
04
重力矩补偿原理
基于运动学参数的重力矩计算、重力矩标定实验设计。
补偿实验
05
关节刚度与柔性
谐波减速器刚度模型、关节柔性对力矩控制的影响。
柔性谐波
06
力矩传感器标定
应变片原理、传感器线性度与迟滞、温度补偿。
传感器标定
07
编码器零点标定
编码器与增量编码器、零点漂移问题、寻零策略。
编码器零点
08
连杆参数标定
DH参数法、连杆质量与质心辨识、最小二乘法应用。
参数辨识DH
09
关节摩擦力矩辨识
恒速运行实验、力矩残差分析、摩擦参数拟合。
摩擦实验
10
惯性参数辨识
激励轨迹设计、傅里叶级数轨迹、参数可观测性分析。
惯性轨迹
11
基于模型的力矩控制
前馈+反馈控制结构、计算力矩法、鲁棒控制。
控制前馈
12
力矩前馈补偿
重力前馈、摩擦力前馈、惯性前馈的实现。
前馈补偿
13
关节力矩观测器
基于扰动观测器的力矩估计、卡尔曼滤波应用。
观测器滤波
14
电流环与力矩环
电流环带宽设计、力矩环PI参数整定、电流采样噪声处理。
电流环整定
15
标定实验平台搭建
数据采集系统、激励信号生成、实时通信协议。
平台实验
16
标定数据处理
滤波算法（低通、中值、卡尔曼）、异常值剔除、数据归一化。
数据滤波
17
参数辨识算法
递推最小二乘、批量最小二乘、遗传算法优化。
算法优化
18
标定精度评估
残差分析、交叉验证、力矩预测误差指标。
评估指标
19
温度对标定的影响
热膨胀效应、温升实验、温度补偿模型。
温度补偿
20
负载变化下的标定
末端负载辨识、变负载力矩控制策略。
负载变负载
21
多关节耦合标定
耦合动力学项辨识、科里奥利力与离心力补偿。
耦合动力学
22
标定流程标准化
标定步骤文档化、自动化标定脚本、标定报告生成。
流程自动化
23
标定工具开发
Python标定工具箱、GUI界面设计、数据可视化。
工具Python
24
工业机器人标定案例
六轴机器人完整标定流程、精度提升对比。
案例工业
25
协作机器人标定案例
轻量化关节标定、力矩传感器集成。
协作轻量
26
人形机器人关节标定
高动态响应标定、多自由度耦合处理。
人形动态
27
标定中的常见问题
参数发散、过拟合、激励不足、传感器故障诊断。
故障诊断
28
力矩控制性能测试
阶跃响应、正弦跟踪、力控带宽测试。
测试性能
29
标定后的维护与重标定
磨损监测、定期标定策略、在线标定技术。
维护在线
30
前沿技术展望
深度学习标定、自标定技术、数字孪生标定。
前沿AI