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本课程属于：009-机器人轨迹规划
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01
课程导论：为什么轨迹规划与力矩控制必须联动？
一个真实工业场景的痛点分析
痛点联动
02
运动学基础：正运动学与逆运动学
DH参数建模，以六轴机器人为例
DH六轴
03
动力学基础：拉格朗日方程，牛顿-欧拉递推
惯性矩阵与科里奥利力
拉格朗日牛顿-欧拉
04
轨迹规划入门：关节空间 vs 笛卡尔空间
梯形速度曲线与S形曲线
梯形S形
05
多项式插值：三次、五次、七次多项式
轨迹生成与边界条件
插值边界条件
06
B样条与NURBS曲线
B样条基函数，节点向量，轨迹平滑性分析
B样条NURBS
07
时间最优轨迹规划
梯形速度法的数学推导，加加速度约束
时间最优加加速度
08
避障轨迹规划：人工势场法，RRT
快速随机搜索树原理与实现
避障RRT
09
力矩控制基础：PD、重力补偿、前馈
从位置环到力矩环
PD前馈
10
阻抗控制：质量-弹簧-阻尼模型
阻抗参数整定，与环境交互
阻抗柔顺
11
导纳控制：与阻抗控制的对偶关系
力传感器反馈，柔顺装配
导纳力反馈
12
力位混合控制：自然约束与人工约束
选择矩阵，典型应用场景
力位混合选择矩阵
13
计算力矩控制：基于动力学模型的前馈
反馈线性化，鲁棒性分析
计算力矩反馈线性化
14
自适应控制：参数不确定性处理
李雅普诺夫稳定性，模型参考自适应
自适应李雅普诺夫
15
滑模控制：滑模面设计，抖振抑制
在力矩控制中的应用
滑模抖振
16
最优控制：LQR在轨迹跟踪中的应用
Riccati方程求解
LQR最优
17
模型预测控制(MPC)：滚动优化
约束处理，在机器人控制中的实时实现
MPC滚动优化
18
轨迹与力矩联动架构
上层规划层与底层执行层的数据流与同步机制
架构同步
19
实时系统与通信：EtherCAT协议
实时Linux，任务周期与抖动控制
EtherCAT实时
20
传感器融合：关节编码器、IMU、力矩传感器
数据融合，卡尔曼滤波
卡尔曼融合
21
动力学参数辨识：激励轨迹设计
最小二乘法，参数验证
辨识最小二乘
22
摩擦与柔性补偿：Stribeck摩擦模型
关节柔性，谐波减速器建模
摩擦柔性
23
奇异点处理：奇异点附近的轨迹规划
阻尼最小二乘法
奇异点DLS
24
碰撞检测与响应：基于力矩残差
安全停止策略
碰撞安全
25
拖动示教：零力控制模式
重力与摩擦力完全补偿，人机交互
拖动示教零力
26
装配应用：柔顺装配策略
搜孔与插入，力觉引导
装配柔顺
27
打磨应用：恒力控制，轨迹自适应
工具磨损补偿
打磨恒力
28
焊接应用：摆弧轨迹规划
焊缝跟踪，力矩限制保护
焊接摆弧
29
仿真与调试：Gazebo/CoppeliaSim
联合仿真，数据记录与回放
仿真调试
30
综合实战：从零搭建完整联动系统
轨迹规划与力矩控制联动系统
实战系统集成