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导纳控制

Admittance Control常用

测到外力后按设定的质量-阻尼-弹簧关系算出该怎么动,再交给位置环执行。

导纳控制是一种让机器人对外力「顺从」的交互控制方法,理论上源自 Hogan 1985 年阻抗控制论文中阻抗与导纳的对偶关系。它的输入是力、输出是运动:末端六维力传感器测到外力 F,控制器按 F = M·a + D·v + K·(x − x_d) 反算出机器人该如何移动(M、D、K 为虚拟质量、阻尼、刚度,x_d 为原定目标位置),再把修正后的位置或速度指令交给机器人自带的位置环。阻抗控制方向相反:输入位置偏差、输出力或力矩,要求关节能直接控力矩。因此导纳控制适合只开放位置接口、减速比大、本身很「硬」的工业臂;但接触很硬的环境时容易振荡。ROS 2 的 ros2_controllers 自带 admittance_controller,可以做零力拖动。

例子在工业臂末端装六维力传感器,开启导纳控制并把刚度 K 设为 0:人手推末端,机器人顺着推力方向移动,松手后在阻尼作用下停住,这就是拖动示教的一种实现。

也叫
Admittance controller、导纳控制器
相关
阻抗控制、柔顺控制、六维力传感器、零力拖动、力控、位置控制
来源
ros2_controllers: Admittance Controller
Wikipedia: Impedance control
Hogan, Impedance Control: An Approach to Manipulation, Part I (1985)

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