关节空间控制

以各关节角度为目标和误差来控制机器人，每个关节跟踪自己的期望轨迹。

关节空间控制把目标写成关节角随时间的序列 q_d(t)，逐个比较实际角度 q 与目标，按误差输出力矩或速度。最简单的是各关节独立 PD：τ = Kp(q_d − q) + Kd(q̇_d − q̇)，Kp、Kd 分别是刚度和阻尼增益；计算力矩控制还会用动力学模型补上惯性、科氏力和重力。与之相对的任务空间控制直接以末端位姿误差为对象，经雅可比矩阵换算成关节力矩，便于规定末端走直线或施加接触力。关节空间控制实现简单、不怕奇异位形，但末端路径要先由逆运动学或规划器转成关节轨迹。足式和人形的强化学习策略输出关节目标位置，也属于这一层。

例子MoveIt 规划出关节轨迹后交给 ros2_control 的 joint_trajectory_controller，它在路点之间按时间插值，每个周期把各关节的目标位置（或经 PID 换算的力矩）发给驱动器。

也叫

关节层控制、关节级控制、Joint-Level Control

相关

关节空间、任务空间控制、PD 控制、计算力矩控制、逆运动学、ros2_control

来源

Modern Robotics 11.4: Motion Control with Torque or Force Inputs (Part 3 of 3)
ros2_controllers: joint_trajectory_controller 文档