Dynamic parameters and payload identification for industrial manipulators

This thesis focuses on the identification of dynamic parameters of a robotic manipulator, with particular attention to payload estimation. The identification is carried out using joint motion and torque measurements obtained from excitation trajectories specifically designed and optimized to improve the estimation problem. Linear regression techniques are employed to identify the dynamically identifiable parameters of the robot, while nonlinear optimization methods are used to estimate physically consistent inertial parameters. Finally, assuming the parameters of the unloaded robot are known, the dynamic parameters of an attached payload can be estimated.

Questa tesi si concentra sull’identificazione dei parametri dinamici di un robot manipolatore, con particolare attenzione alla stima del payload. L’identificazione è effettuata a partire da misure di moto e di coppia del robot, ottenute mediante traiettorie appositamente progettate e ottimizzate per migliorare la qualità del problema di stima. Tecniche di regressione lineare sono impiegate per identificare i parametri dinamici stimabili del robot, mentre metodi di ottimizzazione non lineare vengono utilizzati per ottenere stime fisicamente consistenti dei parametri inerziali. Infine, assumendo noti i parametri del robot a vuoto, è possibile stimare i parametri dinamici di un eventuale carico applicato all’end-effector.