CN113829352A - 一种单关节波动观测方法、装置、电子设备及介质 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种单关节波动观测方法、装置、电子设备及介质，尤其涉及机器人伺服控制系统的领域；该方法包括：获取指令信号，指令信号为输入第一单关节系统的指令信号，第一单关节系统为工业机器人单关节的控制系统；实时获取反馈信号，反馈信号为第一单关节系统响应指令信号输出的；基于反馈信号，确定预估信号，预估信号为第二单关节系统基于指令信号得到的，第二单关节系统不存在损耗，且第二单关节系统结构与第一单关节系统结构一致；若预估信号以及反馈信号存在偏差，则基于预估信号以及反馈信号，确定补偿信号；基于补偿信号，对第一单关节系统进行补偿。本申请达到了提高第一单关节系统控制性能的效果。

Description

一种单关节波动观测方法、装置、电子设备及介质

技术领域

本申请涉及机器人伺服控制系统的领域，尤其是涉及一种单关节波动观测方法、装置、电子设备及介质。

背景技术

随着工业机器人应用领域的不断扩大以及现代工业的快速发展，人们对共工业机器人性能的要求越来越高，以进一步提高生产效率和产品质量，因此高速、高精度成为目前机器人伺服控制系统的发展趋势。

工业机器人系统是一个强非线性、强耦合的复杂系统，其工作过程中易受谐波减速器、力传感器等引入的关节柔性及摩擦扰动的影响，而导致工业机器人的单关节伺服驱动系统控制不精准、系统工作不稳定等，进而不利于提高工业机器人单关节伺服系统的控制性能。

发明内容

为了有利于提高系统的控制性能，本申请提供一种单关节波动观测方法、装置、电子设备及介质。

第一方面，本申请提供一种单关节波动观测方法，采用如下的技术方案：

一种单关节波动观测方法，由电子设备执行，包括：

获取第一单关节系统响应指令信号得到的反馈信号，所述第一单关节系统为工业机器人的伺服控制系统，所述指令信号为输入所述第一单关节系统的输入信号；

基于所述反馈信号，确定预估信号，所述预估信号为第二单关节系统基于所述指令信号得到的，所述第二单关节系统不存在损耗，且所述第二单关节系统结构与所述第一单关节系统结构一致；

若所述预估信号以及所述反馈信号存在偏差，则基于所述预估信号以及所述反馈信号，确定补偿信号；

基于所述补偿信号，对所述第一单关节系统进行补偿。

通过采用上述技术方案，获取所述第一单关节系统响应所述指令信号得到的所述反馈信号，以及与所述反馈信号得到所述第二单关节系统的所述预估信号；对所述反馈信号与所述预估信号做比较，在所述反馈信号与所述预估信号存在偏差时，确定偏差，基于偏差确定所述补偿信号，并将其输入至所述第一单关节系统，以补偿所述第一单关节系统因摩擦、关节柔性等扰动造成的损耗，从而提高所述第一单关节系统的控制性能。

在另一种可能实现的方式中，所述基于所述补偿信号，所述基于所述补偿信号，对所述第一单关节系统进行补偿，包括：

将所述补偿信号输入所述第一单关节系统；

获取补偿反馈信号以及补偿预估信号，所述补偿反馈信号为所述第一单关节系统响应所述补偿信号输出的，所述补偿预估信号为所述第二单关节系统基于所述补偿信号得到的；

若所述补偿反馈信号与所述补偿预估信号存在偏差，则基于所述补偿反馈信号以及所述补偿预估信号，确定再次补偿信号；

将所述再次补偿信号输入至所述第一单关节系统；

循环执行获取所述补偿反馈信号以及所述补偿预估信号，若所述补偿反馈信号与所述补偿预估信号存在偏差，则基于所述补偿反馈信号以及所述补偿预估信号，确定再次补偿信号；将所述再次补偿信号输入至所述第一单关节系统；直至所述补偿反馈信号与所述补偿预估信号不存在偏差。

通过上述技术方案，在通过所述补偿信号对所述第一单关节系统进行补偿之后，再次获取所述补偿反馈信号以及所述补偿预估信号，以判断对所述第一单关节系统的补偿是否到位；在所述第一单关节系统与所述第二单关节系统仍旧存在偏差时，继续对所述第一单关节系统进行补偿，直至所述第一单关节系统与所述第二单关节系统的输出不存在偏差；通过上述循环过程，可以进一步提高所述第一单关节系统的控制稳定性以及准确性。

在另一种可能实现的方式中，所述反馈信号包括力矩反馈信号以及状态反馈信号，所述基于所述指令信号，确定预估信号之前，还包括

建立所述第二单关节系统；

所述第二单关节系统的传递函数为G(s)，

其中，所述基于所述反馈信号，确定的所述预估信号，为将所述状态反馈信号输入所述传递函数

中得到的；在所述传递函数

中，M(q)为连杆端总惯性力，

为科氏力项，g(q)为重力项，B(q)为电机的惯性力。

通过采用上述技术方案，同时考虑连杆端总惯性力、科氏力项、重力项以及电机的惯性力的影响，可以进一步提高所述第一单关节系统的控制准确性。

在另一种可能实现的方式中，所述反馈信号包括力矩信息，所述基于所述预估信号以及所述反馈信号，确定补偿信号，包括：

确定所述状态反馈信号以及所述预估信号，其中，所述状态反馈信号包括位置信号、速度信号以及加速度信号；

基于所述预估信号以及所述力矩反馈信号，确定所述误差信号；

基于所述误差信号，得到所述补偿信号。

通过采用上述技术方案，基于所述状态反馈信号以及所述传递函数

得到所述预估信号；将所述预估信号与所述力矩反馈信号做差，得到所述误差信号，即基于所述第一单关节系统的输出与输入确定所述补偿信号，以实现状态监测，便于对第一单关节系统出现的偏差进行补偿。

在另一种可能实现的方式中，所述基于所述误差信号，得到所述补偿信号，包括：将所述误差信号输入滤波器，得到滤波后的误差信号；

将所述滤波后的误差信号补偿至所述指令信号，得到所述补偿信号。

通过采用上述技术方案，对得到的所述误差信号进行滤波处理，以得到所述滤波后的误差信号，再基于所述滤波后的误差信号得到所述补偿信号，可以减小传感器等带来的噪声对所述第一单关节系统的影响。

在另一种可能实现的方式中，所述确定状态反馈信号的方式，包括：

每隔预设时间获取所述位置信号以及所述速度信号；

对所述速度信号进行差分运算，确定所述加速度信号。

通过采用上述技术方案，每间隔预设时间，便通过传感器采集所述位置信号以及所述速度信号，以实现所述位置信号以及所述速度信号的获取；在得到所述速度信号时，基于所述速度信号得到所述加速度信号，减少了传感器的数量，一方面节省成本，另一方面可以减少所述第一单关节系统受传感器的扰动。

在另一种可能实现的方式中，所述方法还包括：

对所述补偿信号以及所述滤波后的误差信号进行FFT运算，确定补偿信息以及观测信息，所述补偿信息用于表示所述补偿信号的谐波含量，所述观测信息用于表示所述滤波后的误差信号的谐波含量；

基于所述补偿信息以及所述观测信息，对所述滤波器增益进行调整，直至所述补偿信息以及所述观测信息包含符合预设标准的谐波含量。

通过采用上述技术方案，实时调整所述滤波器的增益，以减小传感器等带来的噪声对所述第一单关节系统的影响。

第二方面，本申请提供一种单关节波动观测装置，采用如下的技术方案：

一种单关节波动观测装置，包括第一获取模块、第一确定模块、第二确定模块以及补偿模块，其中，

第一获取模块，用于获取第一单关节系统响应指令信号得到的反馈信号，所述第一单关节系统为工业机器人的伺服控制系统，所述指令信号为输入所述第一单关节系统的输入信号；

第一确定模块，用于基于所述反馈信号，确定预估信号，所述预估信号为第二单关节系统基于所述指令信号得到的，所述第二单关节系统不存在损耗，且所述第二单关节系统结构与所述第一单关节系统结构一致；

第二确定模块，用于在所述预估信号以及所述反馈信号存在偏差时，基于所述预估信号以及所述反馈信号，确定补偿信号；

补偿模块，用于基于所述补偿信号，对所述第一单关节系统进行补偿。

在另一种可能的实现方式中，所述基于所述补偿信号，对所述第一单关节系统进行补偿，具体用于：

将所述补偿信号输入所述第一单关节系统；

获取补偿反馈信号以及补偿预估信号，所述补偿反馈信号为所述第一单关节系统响应所述补偿信号输出的，所述补偿预估信号为所述第二单关节系统基于所述补偿信号得到的；

若所述补偿反馈信号与所述补偿预估信号存在偏差，则基于所述补偿反馈信号以及所述补偿预估信号，确定再次补偿信号；

将所述再次补偿信号输入至所述第一单关节系统；

循环执行获取所述补偿反馈信号以及所述补偿预估信号，若所述补偿反馈信号与所述补偿预估信号存在偏差，则基于所述补偿反馈信号以及所述补偿预估信号，确定再次补偿信号；将所述再次补偿信号输入至所述第一单关节系统；直至所述补偿反馈信号与所述补偿预估信号不存在偏差。

在另一种可能的实现方式中，所述装置还包括建立模块，其中，

建立所述第二单关节系统；

所述第二单关节系统的传递函数为

其中，所述基于所述反馈信号，确定的所述预估信号，为将所述状态反馈信号输入所述传递函数

中得到的；在所述传递函数

中，M(q)为连杆端总惯性力，

为科氏力项，g(q)为重力项，B(q)为电机的惯性力。

在另一种可能的实现方式中，所述基于所述预估信号以及所述反馈信号，确定补偿信号，具体用于：

确定所述状态反馈信号以及所述预估信号，其中，所述状态反馈信号包括位置信号、速度信号以及加速度信号；

基于所述预估信号以及所述力矩反馈信号，确定所述误差信号；

基于所述误差信号，得到所述补偿信号。

在另一种可能的实现方式中，所述基于所述误差信号，得到所述补偿信号，具体用于：

将所述误差信号输入滤波器，得到滤波后的误差信号；

将所述滤波后的误差信号补偿至所述指令信号，得到所述补偿信号。

在另一种可能的实现方式中，所述确定状态反馈信号的方式，具体用于：

每隔预设时间获取所述位置信号以及所述速度信号；

对所述速度信号进行差分运算，确定所述加速度信号。

在另一种可能的实现方式中，所述装置还包括运算模块以及调整模块，其中，运算模块，用于对所述补偿信号以及所述滤波后的误差信号进行FFT运算，确定补偿信息以及观测信息，所述补偿信息用于表示所述补偿信号的谐波含量，所述观测信息用于表示所述滤波后的误差信号的谐波含量；

调整模块，用于基于所述补偿信息以及所述观测信息，对所述滤波器增益进行调整，直至所述补偿信息以及所述观测信息包含符合预设标准的谐波含量。

第三方面，本申请提供一种电子设备，采用如下的技术方案：

一种电子设备，该电子设备包括：

一个或多个处理器；

存储器；

一个或多个应用程序，其中一个或多个应用程序被存储在存储器中并被配置为由一个或多个处理器执行，一个或多个程序配置用于：执行根据第一方面任一种可能的实现方式所示的一种单关节波动观测方法。

第四方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，采用如下的技术方案：

一种计算机可读存储介质，包括：存储有能够被处理器加载并执行实现第一方面任一种可能的实现方式所示的一种单关节波动观测方法的计算机程序。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.建立所述第二单关节系统，基于所述反馈信号以及所述传递函数

确定所述第二单关节系统的所述预估信号；对所述预估信号以及所述第一单关节系统输出的所述反馈信号进行对比，并在所述估计信号与所述反馈信号存在偏差时，确定所述补偿信号，并基于所述补偿信号对所述第一单关节系统进行补偿，以减小摩擦力、谐波减速器、关节柔性、传感器等对所述第一单关节系统的影响，从而提高所述第一单关节系统的控制性能；

2.在基于所述补偿信号对所述第一单关节系统进行补偿时，实时地确定所述第一单关节系统与所述第二单关节系统是否存在偏差，基于偏差对所述第一单关节系统进行持续补偿，直至所述第一单关节系统与所述第二单关节系统不存在偏差，才停止对所述第一单关节系统的补偿，以进一步提高所述第一单关节系统的控制性能；

3.基于所述补偿信号以及所述滤波后的误差信号的谐波含量，对所述滤波器的增益进行调整，以使所述补偿信息以及所述观测信息包含符合预设标准的谐波含量，从而进一步减小传感器噪声对所述第一单关节系统的扰动。

附图说明

图1是本申请实施例的一种单关节波动观测方法的流程示意图；

图2是本申请实施例的一种单关节波动观测装置的结构示意图；

图3是本申请实施例的电子设备的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图1-3对本申请作进一步详细说明。

本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

另外，本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

下面结合说明书附图对本申请实施例作进一步详细描述。

本申请实施例提供了一种单关节波动观测方法，由电子设备执行，该电子设备可以为服务器也可以为终端设备，其中，该服务器可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云计算服务的云服务器。终端设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机等，但并不局限于此，该终端设备以及服务器可以通过有线或无线通信方式进行直接或间接地连接，本申请实施例在此不做限制，如图1所示，该方法包括步骤S10、步骤S11、步骤S12以及步骤S13，其中步骤S10，获取第一单关节系统响应指令信号得到的反馈信号，第一单关节系统为工业机器人的伺服控制系统，指令信号为输入第一单关节系统的输入信号。

具体地，第一单关节系统为二阶系统，第一单关节系统的传递函数为G(s)，

其中，M(q)为连杆端总惯性力，

为科氏力项，g(q)为重力项，B(q)为电机的惯性力；指令信号为同一周期内向第一单关节系统内输入的力矩信号。

对于本申请实施例，获取动作由电子设备执行；输入至第一单关节系统的指令信号为输入第一单关节系统的力矩信息。

步骤S11，基于反馈信号，确定预估信号。

其中，预估信号为第二单关节系统基于指令信号得到的，第二单关节系统不存在损耗，且第二单关节系统结构与第一单关节系统结构一致。

步骤S12，若预估信号以及反馈信号存在偏差，则基于预估信号以及反馈信号，确定补偿信号。

具体地，对基于第二单关节系统以及反馈信号得到的预估信号与第一单关节系统基于指令信号得到的反馈信号做比较，以确定预估信号与反馈信号是否存在偏差，即确定是否需要对第一单关节系统进行补偿，并在需要对第一单关节系统进行补偿时，确定补偿信号。

步骤S13，基于补偿信号，对第一单关节系统进行补偿。

具体地，将补偿信号输入至第一单关节系统，以实现对第一单关节系统因受到扰动而产生的偏差量进行补偿，以使第一单关节系统稳定运行。

本申请实施例的一种可能的实现方式，基于补偿信号，对第一单关节系统进行补偿，包括步骤S130(图中未示出)、步骤S131(图中未示出)、步骤S132(图中未示出)、步骤S133(图中未示出)以及步骤S134(图中未示出)，其中，

步骤S130(图中未示出)，将补偿信号输入至第一单关节系统。

具体地，将经过补偿后的指令信号，即补偿信号，输入第一单关节系统。

步骤S131(图中未示出)，获取补偿反馈信号以及补偿预估信号；

步骤S132(图中未示出)，若补偿反馈信号与补偿预估信号存在偏差，则基于补偿反馈信号以及补偿预估信号，确定再次补偿信号；

步骤S133(图中未示出)，将再次补偿信号输入至第一单关节系统。

其中，获取动作由电子设备执行；补偿反馈信号为第一单关节系统响应补偿信号输出的，补偿预估信号为第二单关节系统基于补偿信号得到的。

具体地，电子设备实时获取补偿反馈信号以及补偿预估信号，在同时获取到补偿反馈信号以及补偿预估信号时，对补偿反馈信号与补偿预估信号做差，确定补偿反馈信号与补偿预估信号的差值为再次补偿信号，并将经过补偿后的指令信号，即再次补偿信号输入至第一单关节系统，以进一步提高对第一单关节系统的补偿效果，从而有利于提高第一单关节系统性能。

步骤S134(图中未示出)，循环执行获取补偿反馈信号以及补偿预估信号，若补偿反馈信号与补偿预估信号存在偏差，则基于补偿反馈信号以及补偿预估信号，确定再次补偿信号；将再次补偿信号输入至第一单关节系统；直至补偿反馈信号与补偿预估信号不存在偏差。

具体地，在对第一单关节系统进行再次补偿后，电子设备再次获取补偿反馈信号以及补偿预估信号，并对补偿反馈信号与补偿预估信号进行再次对比，以判断是否需要对第一单关节系统进行再次补偿，若是，则基于此次的补偿反馈信号与补偿预估预估信号，确定再次补偿信号，以对第一单关节系统进行再次补偿，直至不需要对第一单关节系统进行补偿；在本申请实施例中，重复地对第一单关节系统是否需要补偿进行判断，并在需要对其进行补偿时，及时确定再次补偿信号，从而进一步便于提高第一单关节系统的控制性能。

本申请实施例的一种可能的实现方式，反馈信号包括力矩反馈信号以及状态反馈信号，基于指令信号，确定预估信号，之前还包括步骤S14(图中未示出)，其中，

第二单关节系统的传递函数为

其中，基于反馈信号，确定的预估信号，为将状态反馈信号输入传递函数

中得到的；在传递函数

中，M(q)为连杆端总惯性力，

为科氏力项，g(q)为重力项，B(q)为电机的惯性力。

具体地，提前建立第二单关节系统的传递函数

在得到状态反馈信号后，将状态反馈信号代入传递函数

中，以便得到预估信号。

本申请实施例的一种可能的实现方式，基于预估信号以及反馈信号，确定补偿信号，包括步骤S120(图中未示出)、步骤S121(图中未示出)以及步骤S122(图中未示出)，其中，

步骤S120(图中未示出)，确定状态反馈信号以及预估信号，其中，状态反馈信号包括位置信号、速度信号以及加速度信号。

具体地，位置信号以速度信号的确定方式为：设置位置传感器、速度传感器，通过确定位置传感器输出的位置信号以及速度传感器输出的速度信号，实现位置信号以及速度信号的确定。

步骤S121(图中未示出)，基于预估信号以及力矩反馈信号，确定误差信号；

步骤S122(图中未示出)，基于误差信号，得到补偿信号。

具体地，由上述实施例可知，预估信号是基于状态反馈信号以及传递函数

得到的；将得到的预估信号与力矩反馈信号做差得到误差信号，基于误差信号得到补偿信号，将补偿信号输入第一单关节系统，以实现第一单关节系统的补偿。

本申请实施例的一种可能的实现方式，基于误差信号，得到补偿信号，包括步骤S1220(图中未示出)以及步骤S1221(图中未示出)，其中，

步骤S1220(图中未示出)，将误差信号输入滤波器，得到滤波后的误差信号；

步骤S1221(图中未示出)，将滤波后的误差信号补偿至指令信号，得到补偿信号。

将基于预估信号以及力矩反馈信号得到的误差信号输入滤波器，以降低传感器噪声等带来的扰动；将滤波后的误差信号迭加至指令信号，得到输入至第一单关节系统中的补偿信号。

本申请实施例的一种可能的实现方式，确定状态反馈信号的方式，包括步骤S1200(图中未示出)以及步骤S1201(图中未示出)，其中，

步骤S1200(图中未示出)，每隔预设时间获取位置信号以及速度信号；

步骤S1201(图中未示出)，对速度信号进行差分运算，确定加速度信号。

其中，预设时间由人为设定，且在本申请实施例中，预设时间为50us。

具体地，通过上述实施例说明的手段获取位置信号以及速度信号，对速度信号进行差分，以得到加速度信号；加速度信号的获取手段，一方面减少了传感器个数，从而减小了传感器带给第一单关节系统的影响；另一方面，加速度信号的获取手段较为简便。

本申请实施例的一种可能的实现方式，方法还包括步骤S15(图中未示出)以及步骤S16(图中未示出)，其中，步骤S15(图中未示出)，对补偿信号以及滤波后的误差信号进行FFT运算，确定补偿信息以及观测信息，补偿信息用于表示补偿信号的谐波含量，观测信息用于表示滤波后的误差信号的谐波含量；

步骤S16(图中未示出)，基于补偿信息以及观测信息，对滤波器增益进行调整，直至补偿信息以及观测信息包含符合预设标准的谐波含量。

对于本申请实施例，在需要对第一单关节系统进行补偿时，实时地获取补偿信号对应的补偿信息以及滤波后的误差信号对应的观测信息，通过补偿信息以及观测信息的对比结果，对滤波器的增益进行调整，以进一步减小传感器噪声等对第一单关节系统的影响。

上述实施例从方法流程的角度介绍一种单关节波动观测方法，下述实施例从虚拟模块或者虚拟单元的角度介绍了一种单关节波动观测装置，具体详见下述实施例。

本申请实施例提供一种单关节波动观测装置20，如图2所示，该单关节波动观测装置20具体可以包括第一获取模块200、第一确定模块201、第二确定模块202以及补偿模块203，其中，

第一获取模块200，用于获取第一单关节系统响应指令信号得到的反馈信号，第一单关节系统为工业机器人的伺服控制系统，指令信号为输入第一单关节系统的输入信号；

第一确定模块201，基于反馈信号，确定预估信号，预估信号为第二单关节系统基于指令信号得到的，第二单关节系统不存在损耗，且第二单关节系统结构与第一单关节系统结构一致；第二确定模块202，用于在预估信号以及反馈信号存在偏差时，基于预估信号以及反馈信号，确定补偿信号；

补偿模块203，用于基于补偿信号，对第一单关节系统进行补偿。

本申请实施例的一种可能的实现方式，基于补偿信号，对第一单关节系统进行补偿，具体用于：

将补偿信号输入第一单关节系统；

获取补偿反馈信号以及补偿预估信号，补偿反馈信号为第一单关节系统响应补偿信号输出的，补偿预估信号为第二单关节系统基于补偿信号得到的；

若补偿反馈信号与补偿预估信号存在偏差，则基于补偿反馈信号以及补偿预估信号，确定再次补偿信号；

将再次补偿信号输入至第一单关节系统；

循环执行获取补偿反馈信号以及补偿预估信号，若补偿反馈信号与补偿预估信号存在偏差，则基于补偿反馈信号以及补偿预估信号，确定再次补偿信号；将再次补偿信号输入至第一单关节系统；直至补偿反馈信号与补偿预估信号不存在偏差。

本申请实施例的一种可能的实现方式，装置20还包括建立模块，其中，

建立模块，用于建立第二单关节系统；

第二单关节系统的传递函数为：

其中，基于反馈信号，确定的预估信号，为将状态反馈信号输入传递函数

中得到的；在传递函数

中，M(q)为连杆端总惯性力，

为科氏力项，g(q)为重力项，B(q)为电机的惯性力。

本申请实施例的一种可能的实现方式，基于预估信号以及反馈信号，确定补偿信号，具体用于：

确定状态反馈信号以及预估信号，其中，状态反馈信号包括位置信号、速度信号以及加速度信号；

基于预估信号以及力矩反馈信号，确定误差信号；

基于误差信号，得到补偿信号。

本申请实施例的一种可能的实现方式，基于误差信号，得到补偿信号，具体用于：

将误差信号输入滤波器，得到滤波后的误差信号；

将滤波后的误差信号补偿至指令信号，得到补偿信号。

本申请实施例的一种可能的实现方式，确定状态反馈信号的方式，具体用于：

每隔预设时间获取位置信号以及速度信号；

对速度信号进行差分运算，确定加速度信号。

本申请实施例的一种可能的实现方式，装置20还包括运算模块以及调整模块，其中，运算模块，用于对补偿信号以及滤波后的误差信号进行FFT运算，确定补偿信息以及观测信息，补偿信息用于表示补偿信号的谐波含量，观测信息用于表示滤波后的误差信号的谐波含量；

调整模块，用于基于补偿信息以及观测信息，对滤波器增益进行调整，直至补偿信息以及观测信息包含符合预设标准的谐波含量。

对于本申请实施例，第一获取模块以及第二获取模块可以为相同的获取模块，也可以为不同的获取模块；第一确定模块以及第二确定模块可以为相同的确定模块，也可以为不同的确定模块。

本申请实施例中提供了一种电子设备30，如图3所示，图3所示的电子设备30包括：处理器300和存储器302。其中，处理器300和存储器302相连，如通过总线301相连。可选地，电子设备30还可以包括收发器303。需要说明的是，实际应用中收发器303不限于一个，该电子设备30的结构并不构成对本申请实施例的限定。

处理器300可以是CPU(Central Processing Unit，中央处理器300)，通用处理器300，DSP(Digital Signal Processor，数据信号处理器300)，ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)，FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器300也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器300组合，DSP和微处理器300的组合等。

总线301可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线301可以是PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线301或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线301等。总线301可以分为地址总线301、数据总线301、控制总线301等。为便于表示，图3中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线301或一种类型的总线301。

存储器302可以是ROM(Read Only Memory，只读存储器302)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，RAM(Random Access Memory，随机存取存储器302)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器302)、CD-ROM(Compact DiscRead Only Memory，只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。

存储器302用于存储执行本申请方案的应用程序代码，并由处理器300来控制执行。处理器300用于执行存储器302中存储的应用程序代码，以实现前述方法实施例所示的内容。

其中，电子设备30包括但不限于：移动电话、笔记本电脑、数字广播接收器、PDA(个人数字助理)、PAD(平板电脑)、PMP(便携式多媒体播放器)、车载终端(例如车载导航终端)等等的移动终端以及诸如数字TV、台式计算机等等的固定终端。还可以为服务器等。图3示出的电子设备30仅仅是一个示例，不应对本公开实施例的功能和使用范围带来任何限制。

本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，当其在计算机上运行时，使得计算机可以执行前述方法实施例中相应内容。与现有技术相比，本申请实施例中，电子设备30首先建立第二单关节系统，获取第一单关节系统在同一周期内被输入的指令信号，获取状态反馈信号，以得到预估信号；电子设备30基于预估信号以及指令信号，确定出补偿信号，基于补偿信号对第一单关节系统进行补偿；进一步地，在对第一单关节系统进行一次补偿后，电子设备30实时获取补偿反馈信号以及补偿预估信号，以判断第一次对第一单关节系统的补偿是否到位，若不到位，则继续对第一单关节系统进行补偿，若到位，则完成补偿；电子设备30进一步对第一单关节系统进行判断、补偿，可以进一步提高第一单关节系统的控制性能。

应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种单关节波动观测方法，其特征在于，由电子设备执行，包括：

获取第一单关节系统响应指令信号得到的反馈信号，所述第一单关节系统为工业机器人的伺服控制系统，所述指令信号为输入所述第一单关节系统的输入信号；

基于所述反馈信号，确定预估信号，所述预估信号为第二单关节系统基于所述指令信号得到的，所述第二单关节系统不存在损耗，且所述第二单关节系统结构与所述第一单关节系统结构一致；

若所述预估信号以及所述反馈信号存在偏差，则基于所述预估信号以及所述反馈信号，确定补偿信号；

基于所述补偿信号，对所述第一单关节系统进行补偿。

2.根据权利要求1所述的一种单关节波动观测方法，其特征在于，所述基于所述补偿信号，对所述第一单关节系统进行补偿，包括：

将所述补偿信号输入所述第一单关节系统；

获取补偿反馈信号以及补偿预估信号，所述补偿反馈信号为所述第一单关节系统响应所述补偿信号输出的，所述补偿预估信号为所述第二单关节系统基于所述补偿信号得到的；

若所述补偿反馈信号与所述补偿预估信号存在偏差，则基于所述补偿反馈信号以及所述补偿预估信号，确定再次补偿信号；

将所述再次补偿信号输入至所述第一单关节系统；

循环执行获取所述补偿反馈信号以及所述补偿预估信号，若所述补偿反馈信号与所述补偿预估信号存在偏差，则基于所述补偿反馈信号以及所述补偿预估信号，确定再次补偿信号；将所述再次补偿信号输入至所述第一单关节系统；直至所述补偿反馈信号与所述补偿预估信号不存在偏差。

3.根据权利要求1所述的一种单关节波动观测方法，其特征在于，所述反馈信号包括力矩反馈信号以及状态反馈信号，所述基于所述指令信号，确定预估信号，之前还包括：

建立所述第二单关节系统；

所述第二单关节系统的传递函数为

其中，所述基于所述反馈信号，确定的所述预估信号，为将所述状态反馈信号输入所述传递函数

中得到的；在所述传递函数

中，M(q)为连杆端总惯性力，

为科氏力项，g(q)为重力项，B(q)为电机的惯性力。

4.根据权利要求3所述的一种单关节波动观测方法，其特征在于，所述基于所述预估信号以及所述反馈信号，确定补偿信号，包括：

确定所述状态反馈信号以及所述预估信号，其中，所述状态反馈信号包括位置信号、速度信号以及加速度信号；

基于所述预估信号以及所述力矩反馈信号，确定所述误差信号；

基于所述误差信号，得到所述补偿信号。

5.根据权利要求4所述的一种单关节波动观测方法，其特征在于，所述基于所述误差信号，得到所述补偿信号，包括：

将所述误差信号输入滤波器，得到滤波后的误差信号；

将所述滤波后的误差信号补偿至所述指令信号，得到所述补偿信号。

6.根据权利要求4所述的一种单关节波动观测方法，其特征在于，所述确定状态反馈信号的方式，包括：

每隔预设时间获取所述位置信号以及所述速度信号；

对所述速度信号进行差分运算，确定所述加速度信号。

7.根据权利要求4所述的一种单关节波动观测方法，其特征在于，所述方法还包括：

对所述补偿信号以及所述滤波后的误差信号进行FFT运算，确定补偿信息以及观测信息，所述补偿信息用于表示所述补偿信号的谐波含量，所述观测信息用于表示所述滤波后的误差信号的谐波含量；

基于所述补偿信息以及所述观测信息，对所述滤波器增益进行调整，直至所述补偿信息以及所述观测信息包含符合预设标准的谐波含量。

8.一种单关节波动观测的装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取第一单关节系统响应指令信号得到的反馈信号，所述第一单关节系统为工业机器人的伺服控制系统，所述指令信号为输入所述第一单关节系统的输入信号；

第一确定模块，用于基于所述反馈信号，确定预估信号，所述预估信号为第二单关节系统基于所述指令信号得到的，所述第二单关节系统不存在损耗，且所述第二单关节系统结构与所述第一单关节系统结构一致；

第二确定模块，用于在所述预估信号以及所述反馈信号存在偏差时，基于所述预估信号以及所述反馈信号，确定补偿信号；

补偿模块，用于基于所述补偿信号，对所述第一单关节系统进行补偿。

9.一种电子设备，其特征在于，其包括：

一个或者多个处理器；

存储器；

一个或多个应用程序，其中所述一个或多个应用程序被存储在所述存储器中并被配置为由所述一个或多个处理器执行，所述一个或多个应用程序配置用于：执行根据权利要求1-7任一项所述的单关节波动观测方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述的单关节波动观测方法。

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