Identification of a Franka Emika Panda cobot's dynamical parameters

In the last few years huge advances have been made in the robotics field with the increase in human-robot interactions. All the robots that allow human-robot interaction in order to boost productivity are the so-called cobot. To control a cobot, it is essential to know its dynamic parameters, since they are not given by the manufacturer and are not directly measurable. Therefore, the identification of the dynamic parameters is the necessary precursor step for control. This thesis work estimates the parameters of a 7 DOF Franka Emika Panda cobot. The dynamic model, built through from Denavit-Hartenberg parameters with modified convention, is linearised with respect to the cobot parameters. The parameters cannot be computed separately, but they must be combined linearly. This set of parameters is obtained through the use of a specially designed exciting trajectory and, after that, the Least Square Error method is used to estimate the individual parameters. To check the results, data acquired from the real cobot and those derived from the torques estimation are compared. Finally, a Matlab simulator replicates the behaviour of the Franka Emika Panda using the parameters estimated from the approaches used previously. This makes it possible to test, given the same input values of position and speed, which approach returns the best results in terms of duplicating the behaviour of the cobot.

Negli ultimi anni sono stati fatti enormi progressi nel campo della robotica con l'aumento delle interazioni uomo-robot. Tutti i robot che consentono l'interazione uomo-robot per aumentare la produttività sono i cosiddetti . Per controllare un cobot, è essenziale conoscere i suoi parametri dinamici, poiché non sono forniti dal produttore e non sono direttamente misurabili. Pertanto, l'identificazione dei parametri dinamici è il passo preliminare necessario per il controllo. Questo lavoro di tesi stima i parametri di un cobot Franka Emika Panda a 7 DOF. Il modello dinamico, costruito a partire dai parametri di Denavit-Hartenberg con convenzione modificata, è linearizzato rispetto ai parametri del cobot. I parametri non possono essere calcolati separatamente, ma devono essere combinati linearmente. Questo insieme di parametri si ottiene attraverso l'uso di una traiettoria eccitante appositamente progettata e, successivamente, si utilizza il metodo dell'errore quadratico minimo per stimare i singoli parametri. Per verificare i risultati, vengono confrontati i dati acquisiti dal cobot reale e quelli derivati dalla stima delle coppie. Infine, un simulatore Matlab replica il comportamento del Franka Emika Panda utilizzando i parametri stimati dagli approcci utilizzati in precedenza. In questo modo è possibile verificare, a parità di valori di ingresso di posizione e velocità, quale approccio dia i migliori risultati in termini di duplicazione del comportamento del cobot.