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力矩控制

Torque Control常用

直接给关节下达「出多大力矩」的指令,而不是「转到哪个角度」。

力矩控制指控制器的输出就是关节力矩 τ(单位 N·m),由驱动器负责让电机真的产生这个力矩。电机力矩和绕组电流近似成正比,所以电机层常靠电流闭环实现,这也是它又叫电流控制的原因;减速比大的关节齿轮摩擦大,只控电流不准,就要在输出端装关节力矩传感器再闭环。和位置控制(驱动器内部硬把角度拉到目标)相比,力矩控制把「多硬、多软」交给上层算法决定,是阻抗控制、全身控制、操作空间控制的基础,接触或被撞时更柔顺;代价是上层要自己补偿重力、摩擦,模型不准就会下垂或漂移。legged_gym 等仿真框架也把它列为与位置、速度并列的动作类型。

例子Franka 机械臂的 libfranka 提供 1 kHz 的关节力矩接口:用户回调里算出 7 个关节力矩,文档注明发送的是「不含重力和摩擦」的力矩,重力与摩擦补偿由机器人自己叠加。

也叫
扭矩控制、力矩模式、电流控制(电机层)、Effort control、Torque mode
相关
位置控制、速度控制、阻抗控制、重力补偿、关节力矩传感器、串级控制
来源
Lynch & Park, Modern Robotics (2017 preprint), Fig. 11.1 与 11.5 Force Control
libfranka robot.h(torque control / 1 kHz / without gravity and friction)
legged_gym: legged_robot.py(control_type P / V / T)

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