机器人关节驱动器带宽
2022-10-14 15:04:47
电机的伺服驱动器通常包括三种控制环——位置环、速度环和电流环。虽然每种控制环的目的是控制电机性能的不同方面,但它们都有一个共同的参数:带宽。
在伺服驱动器中,带宽定义为闭环频率响应幅度大于 -3dB 的频率范围。此时,输出增益约为幅值的70.7%,输出功率等于输入功率的50%。
定性地讲,系统的带宽可以衡量它对不断变化的输入命令的响应速度,因此对机器人的控制性能至关重要。
在协作机械臂和腿足式机器人中,位置带宽和力矩带宽已经成为衡量其伺服关节性能的重要指标:
- 位置带宽:描述执行器可以有效跟踪期望轨迹的最大频率,单位Hz,通常以峰值最大速度为指标来评价。
- 力矩带宽:描述执行器可以有效跟踪期望力矩的最大频率,单位Hz,通常以峰值最大扭矩为指标来评价。
对于腿足式机器人,由于其要兼顾高速行走、高爆发力与优越的动态物理交互等性能,因此需要同时考虑位置带宽和力矩带宽;而协作机械臂的工作场景更多的是与人或环境交互,因此更加关注力控性能,因此主要测量力矩带宽。
腿足式机器人或机械臂的力控关节主要分为JTS-based、SEA-based和QDD这三种驱动形式。