- 针对低成本机器人臂(如CRANE-X7)的动态参数辨识问题,现有方法常导致**惯性矩阵非正定(physically infeasible)**,且**可重复性差(reproducibility)**
- 低成本平台使用模块化智能驱动器,需要一种实用、鲁棒的辨识框架,保证模型物理可行性
- 现有参数辨识流程中,模型参数过多(65个基础参数)导致可辨识性不足,需要简化
- 统计上中心的模型可能违反物理约束,需额外后处理确保可行性
- 基于**近似连杆对称性(approximate link symmetry)** 移除惯性积,将刚体模型从65个基础参数减少到39个
- 手工设计**结构化单关节和相邻关节基元(structured single-joint and adjacent-joint primitives)** 作为辨识运动,受实际关节极限约束
- 提出多阶段流程:**预处理(preprocessing)** → **逆动力学回归普通最小二乘(OLS)** → **条件半正定规划(SDP)投影** 恢复可行性 → **闭环输入误差(CLIE)精炼**
- 对来自40个结构化轨迹的候选解进行**主成分分析(PCA)**,选择统计中心代表性模型,再通过**全位姿惯性矩阵正定性审计(all-pose positive-definiteness audit)** 筛选,必要时执行局部后CLIE SDP修正
- **首创性地结合统计中心性与物理可行性**:在PCA空间中选择统计中心模型后,通过全位姿正定性审计和局部SDP修正保证物理可接受性
- **参数简化策略**:利用连杆对称性系统消除惯性积,显著降低参数维度(65→39),提升实际可辨识性
- **结构化的手工轨迹设计**:基于单关节和相邻关节基元,避免随机轨迹导致的不可观测性
- **渐进式参数云收敛**:从OLS→SDP→CLIE,参数云逐渐集中,最终模型保持高预测精度且物理可行
- 提供了一个**可复现且物理可行(reproducible and physically feasible)的动态参数辨识框架**,特别适用于低成本机器人平台
- 通过实验验证了参数云从粗到精的收敛过程,最终模型在保留验证运动上达到高预测精度
- 提出了一套系统化的后处理审计与修正机制,确保辨识结果的物理一致性
- 为低成本机器人臂的动态建模提供了一条实用路径,有望促进社区复现与后续研究