Load-side acceleration control based on load-side velocity disturbance observer for geared actuator
Load-side acceleration control based on load-side velocity disturbance observer for geared actuator
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基于负载侧速度扰动观测器的齿轮传动机构负载侧加速度控制
DOI：
10.1080/01691864.2023.2185812
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发表时间：
2023
影响因子：
2
通讯作者：
Shinozaki Taiga
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Kawai Yusuke;Yokokura Yuki;Ohishi Kiyoshi;Shinozaki Taiga
本文针对工业/非工业机器人应用，将齿轮传动执行器建模为双惯量系统，研究其负载侧加速度控制问题。本文采用了一种能够采集直流分量的负载侧加速度传感器。传统的负载侧加速度控制存在一些高频分量，这是由于使用了两个组合了加速度传感器的观测器，导致了加速度传感器的噪声效应。针对机械共振工业机器人齿轮驱动器，提出了一种基于负载侧速度扰动观测器和电机侧速度控制器的负载侧加速度控制系统。该方法采用电机侧速度控制器和负载侧速度扰动观测器，分别用于简化对象系统和补偿负载侧速度扰动。与传统方法相比，该方法具有加速度传感器的噪声影响小的结构。通过理论分析、数值仿真和实际实验验证了所提出的负载侧加速度控制器的有效性。
This paper focuses on load-side acceleration control of geared actuator that is modeled as a two-inertia system for industrial/non-industrial robot applications. This paper uses a load-side acceleration sensor that is capable of acquiring direct current components. Conventional load-side acceleration control has some high-frequency components due to the noise effect of an acceleration sensor due to the use of two observers that combines acceleration sensor. This paper proposes a load-side acceleration control system based on a load-side velocity disturbance observer and motor-side velocity controller for a geared actuator of an industrial robot with mechanical resonance. The proposed approach employs a motor-side velocity controller and a load-side velocity disturbance observer, which are employed to simplify the plant system, and compensate for the velocity disturbance on the load side, respectively. This approach has a structure in that the noise effect of the acceleration sensor is small compared with the conventional approach. The effectiveness of the proposed load-side acceleration controller is verified via theoretical analysis, numerical simulations, and practical experiments.
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