机器人动力学参数辨识库

1. 简介

1.1 模型定义

• SDH/MDH
• 摩擦力模型，当前仅支持库伦摩擦，粘滞摩擦，及定量偏置
• 可添加弹簧

1.2 运动学建模

• 正常计算，没啥说的

1.3 动力学建模

• 基于拉格朗日法的动力学方程
• MCG方程
• 动力学方程线性化
• 基于QR分解的最小参数集
• C/C++代码生成

1.4 激励轨迹设计

• 自定义级数的傅里叶激励轨迹设计
• 基于教学算法的激励轨迹设计（待完成）
• 李萨如激励轨迹设计（适用于静态辨识）（待完成）

1.5 采样数据处理

• 可自定义数据预处理
• 零相位差低通滤波器 (Zero-phase low-pass filter)

1.6 参数辨识

• 普通最小二乘法 (Ordinary Least Square, OLS)
• 基于权重的最小二乘法 (Weighted Least Square, WLS)
• 凸优化算法 (Convex Optimization)
• 辨识结果保存为CSV文件

2. 环境及依赖

• Anaconda
• Python 3.12
• Python库
  • NumPy, SymPy, Matplotlib, cloudpickle, Pandas, SciPy, CvxOpt, PyOpt, pathlib

3. 参考文献

A convex optimization-based dynamic model identification package for the da Vinci Research Kit

@ARTICLE{8758871, 
author={Y. {Wang} and R. {Gondokaryono} and A. {Munawar} and G. S. {Fischer}}, 
journal={IEEE Robotics and Automation Letters}, 
title={A Convex Optimization-Based Dynamic Model Identification Package for the da Vinci Research Kit}, 
year={2019}, 
volume={4}, 
number={4}, 
pages={3657-3664}, 
keywords={Manipulator dynamics;Kinematics;Dynamics;Open source software;Couplings;Surgical Robotics: Laparoscopy;Dynamics;Calibration and Identification}, 
doi={10.1109/LRA.2019.2927947}, 
ISSN={2377-3766}, 
month={Oct},}

4. 参考开源库

• 本仓库fork了dvrk_dynamics_identification,在此基础上，新建了develop分支，develop分支的开发参考了大量源仓库的master分支代码。
• 另外参考的开源代码有SymPyBotics