阻抗控制
在控制系统中,阻抗控制(Impedance Control)是一种控制方式,它是一种针对机械臂和机器人等机器的控制方法。阻抗控制是基于阻抗的概念,因此需要先了解阻抗的含义。
阻抗(Impedance)是一个电学术语,用来描述电路或系统对交流电的响应。在机械系统中,阻抗可以类比为对外部扰动的响应。机械系统的阻抗被定义为外力与位移之间的比值。通常阻抗可以用以下公式表示:
阻抗 = 外力 / 位移
在机器人中,阻抗可以描述机器人的柔性,以及机器人与环境的交互力量。阻抗控制基于阻抗的概念,通过调整机器人的阻抗来实现对机器人的精准控制。
在阻抗控制中,机器人通过模拟虚拟弹簧和阻尼器,来模拟机器人的阻抗特性。其中弹簧模拟了机器人的刚度和弹性,阻尼器模拟了机器人的阻尼。这样,机器人的阻抗就可以被描述为一个包含刚度和阻尼的虚拟阻抗。
通过调整虚拟阻抗的刚度和阻尼,可以控制机器人对外部扰动的响应,实现机器人在特定环境下的精准控制。例如,在一个需要机器人精准操作的环境中,可以通过增加机器人的刚度和减小阻尼,来提高机器人的精度和稳定性。
因此,阻抗控制中的阻抗指的是机器人对外部扰动的响应特性,通过模拟虚拟弹簧和阻尼器,来调整机器人的阻抗特性,从而实现对机器人的精准控制。
阻抗控制方程---有无力传感器控制律的异同
---为什么阻抗控制需要系统动力学方程---
为什么无接触时阻抗控制对位置是开环的
导纳控制
基于六维力传感器机器人导纳控制 - 知乎 (zhihu.com)
基于位置的阻抗控制——导纳控制 - 知乎 (zhihu.com)
K--类比物体的刚度,K越大,代表物体越难变形(跟随原始输入的期望位置
B--类比物体运动所受阻力,B越大,代表物体运动所受阻力越大,B从小到大可类比为物体运动环境从真空->空气->水->沙子
M--类比物体的质量/惯性,M越大,代表改变物体的运动状态越困难,类比推乒乓球和铅球
十分重要的一点:这里的物体指的都是被控物体,例如末端执行器,一定不要理解成与被控物体交互的物体。
这一点结合导纳控制的公式可得——
导纳控制的刚度---结合公式理解
导纳控制的理解---合力角度;以及为什么导纳控制K项不是弹簧经典表达式;为什么积分结果加xd
导纳的计算及其注意事项
控制框图
基于控制框图写的离散计算形式
计算过程文字表述