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机器人力矩控制与轨迹平滑优化

📚 共计 30 章节

力矩控制基础

什么是力矩控制 · 与位置/速度控制的区别 · 力控打磨、装配、协作机器人

动力学基础

牛顿-欧拉方程 · 拉格朗日方程 · 机器人动力学模型辨识基础

动力学建模

关节力矩控制

直流电机力矩模型 · 电流环与力矩环 · 力矩传感器与估计

关节电流环

笛卡尔空间力矩控制

阻抗控制 · 导纳控制 · 力位混合控制

笛卡尔阻抗

轨迹平滑基础

为什么需要轨迹平滑 · 冲击、振动、电机过载

梯形速度规划

梯形速度曲线 · 加速/匀速/减速 · S形速度规划简介

速度规划梯形

多项式轨迹规划

三次/五次/七次多项式插值

多项式插值

B样条曲线轨迹

B样条基础 · 均匀B样条 · NURBS在轨迹平滑中的应用

低通滤波平滑

一阶/二阶低通滤波 · 零相位滤波离线处理

卡尔曼滤波平滑

卡尔曼滤波原理 · 状态空间建模 · 轨迹平滑实践

卡尔曼状态估计

力矩前馈控制

前馈控制原理 · 基于动力学模型的前馈 · 前馈与反馈配合

前馈动力学

力矩前馈与轨迹平滑结合

平滑轨迹对前馈力矩的影响 · 前馈力矩滤波处理

加速度约束平滑

加速度限制数学表达 · 加速度连续性 · 加加速度(Jerk)约束

加加速度(Jerk)约束平滑

Jerk物理意义 · Jerk限制轨迹生成 · 连续性工程价值

时间最优轨迹规划

速度/加速度约束时间最优 · 数值优化 · 凸优化应用

时间最优凸优化

力矩约束下的轨迹规划

电机峰值力矩限制 · 热限制模型 · 力矩约束优化

力矩约束热模型

鲁棒控制与力矩波动抑制

滑模控制 · 扰动观测器(DOB) · 力矩波动补偿

自适应控制与力矩调整

MRAC · 自校正调节器 · 变负载场景应用

力控打磨中的力矩控制策略

恒力跟踪 · 法向力控制 · 打磨路径力矩平滑

装配作业中的力矩控制

柔顺装配 · 搜孔与插入 · 力矩与位置协同

人机协作中的力矩控制

碰撞检测与响应 · 安全力矩限制 · 力矩示教

力矩控制系统的时延问题

时延来源 · 对力矩控制的影响 · 时延补偿方法

力矩控制系统的带宽分析

带宽定义 · 力矩环带宽与机械谐振 · 带宽与稳定性

机械谐振与力矩控制

谐振频率识别 · 陷波滤波器 · 主动阻尼控制

力矩传感器的标定与滤波

标定流程 · 温漂补偿 · 传感器噪声滤波

传感器标定

无传感器力矩估计

基于电流估计 · 观测器估计 · 摩擦模型补偿

无传感器估计

力矩控制系统的仿真

Simulink仿真 · CoppeliaSim · 仿真与实物差异

力矩控制系统的调试

调试流程 · 振荡/静差/饱和 · 工具与技巧

综合案例：轨迹生成到力矩执行

机器人写字 · 曲面跟踪 · 完整流程分析

前沿趋势与展望

学习型力矩控制 · 强化学习 · 数字孪生