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力矩控制与仿真迁移实战

📚 共计 30 章节

力矩控制基础

什么是力矩控制？为什么需要力矩控制？力矩控制与位置/速度控制的区别。

核心概念对比

动力学模型入门

牛顿-欧拉方程、拉格朗日方程、机器人动力学模型的基本形式。

关节空间力矩控制

PD+重力补偿控制、计算力矩法、鲁棒控制基础。

关节控制鲁棒

笛卡尔空间力矩控制

阻抗控制导论、力位混合控制、操作空间控制。

笛卡尔力位混合

仿真环境搭建

Gazebo/CoppeliaSim基础、URDF模型导入、力矩控制接口配置。

仿真中的传感器模拟

关节扭矩传感器、力/力矩传感器、IMU仿真。

传感器模拟

仿真到实物的迁移策略

域随机化、系统辨识、模型校准。

力矩控制性能评估

跟踪误差、带宽分析、抗扰动能力测试。

柔顺控制、碰撞检测与响应、力矩限制与安全策略。

基于仿真的六轴机械臂力矩控制与实物迁移验证。

力矩控制中的摩擦补偿

库仑摩擦、粘性摩擦、Stribeck效应与补偿策略。

基于学习的力矩控制

神经网络逼近动力学模型、强化学习在力矩控制中的应用。

学习神经网络

力矩控制中的奇异点处理

奇异点分析、阻尼最小二乘法、任务优先级控制。

奇异点优先级

多机器人协同力矩控制

主从控制、力反馈遥操作、协作搬运。

协同遥操作

力矩控制中的硬件接口

EtherCAT协议、CAN总线、实时系统配置。

力矩控制中的滤波器设计

低通滤波、陷波滤波、卡尔曼滤波在力矩估计中的应用。

力矩控制中的参数整定

PID参数整定、自适应控制、自抗扰控制。

整定自适应

力矩控制中的安全机制

力矩限制、速度限制、急停逻辑、软件限位。

力矩控制中的振动抑制

柔性关节建模、输入整形、陷波滤波器设计。

力矩控制中的能量管理

动能/势能监控、能量耗散控制、无源控制。

力矩控制中的非线性补偿

重力补偿、科里奥利力补偿、离心力补偿。

非线性补偿

力矩控制中的时延处理

网络时延、通信时延、Smith预估器。

力矩控制中的故障诊断

传感器故障检测、执行器故障检测、容错控制。

力矩控制中的力/位混合控制

自然约束、人工约束、选择矩阵设计。

力位混合约束

力矩控制中的阻抗参数设计

刚度、阻尼、惯性的物理意义与调节方法。

力矩控制中的轨迹规划

力矩最优轨迹、冲击最小轨迹、S型曲线规划。

力矩控制中的模型辨识

最小二乘法、极大似然法、递推辨识。

力矩控制中的实时仿真

Simulink实时仿真、dSPACE、RT-LAB。

力矩控制中的标准化测试

ISO 9283性能测试、重复定位精度、轨迹精度。

力矩控制前沿与展望

全状态反馈控制、模型预测控制、事件触发控制。