如何得到SEA關節的阻尼系數值？

1樓：桂凱

關於這類引數的標定，這裡簡要提供一種方法，更加全面的可以等任博的總結。

這類引數可只讓單關節運動，然後電機端突然停止運動，這樣末端就會由於關節柔性，而繼續振動下去，類似這樣的運動軌跡：

這就類似於大學課本中二階系統的階躍響應了，你可以求出固有頻率和阻尼比，進而獲取阻尼引數和關節剛度。

2樓：任賾宇

首先，最嚴謹科學的方法是要拆開SEA關節的結構，分別給每個部分做阻尼係數標定，包括電機端（下圖紅色區域），諧波減速器端（下圖綠色區域）和輸出端（下圖藍色區域）。但目前會帶來乙個比較棘手的問題，即關節重新安裝之後，相應的阻尼引數會發生變化，因此想要精確獲得SEA關節的阻尼引數是非常困難的。

以下僅提供一種我們部門做SEA阻尼引數標定(damping parameters acquisition)的思路：整體而言，-我們的做法非常工程，且非線性度考慮較少。（以下的閱讀需要大量關於SEA的知識體系儲備）

首先對於如下的SEA經典線性動力學的模型：

Linear Dynamics Model.

(Wesley Roozing et al., On the stiffness selection for torque-controlled series-elastic actuators)

我們有如下5個阻尼引數需要獲得，即，

(工程經驗性結論)

基於我們大量的實驗和工程經驗，為了簡化整體阻尼引數獲得的難度，基本上對於都可以取值為零，或者為了確保穩定性取很小的接近於零的值。

: 因為前端有乙個高減速比減速箱的存在，對阻尼的特性有很強的削弱作用（粘滯阻尼理論），基本上可以認為是零。如果是小減速比減速箱，則不可忽略。

: 彈性體的材料一般為金屬，金屬的阻尼值基本可取為零。

(實驗測量)

首先我們將SEA的輸出端實現自由轉動，這樣就可將關節的電機端+減速箱端+輸出端認定成乙個剛體，此時系統的阻尼就由貢獻（從上文已知），接著我們將通過實驗去得到電機扭矩 (電流環測得)與輸出端速度的關係。

大致有如下的等式：，其中為低速時的庫倫摩擦(Coulomb friction)，為與速度成線性正比的粘滯摩擦（Viscous friction）。通過多組輸出端速度與電機電流之間的關係，我們會得到相應的阻尼係數引數。

如果我們考察線性系統，可以將庫倫摩擦忽略不計，僅考慮粘滯摩擦的情況，這裡大致的關係符合「二八關係」(工程經驗摸索)，即：。

(實驗測量)

我們在得到如上的四個阻尼係數後，關於最後的，我們將採用固定電機輸出端，做乙個從低頻到高頻的掃頻，然後繪製出關節輸出扭矩（彈性體測得）關於角速度的關係圖。這樣我們能夠得到乙個二階系統的固有頻率和阻尼比，進而得到最後乙個我們需要的阻尼量。

以上涉及較多工程的經驗trick，提供一種思路，僅供參考。