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模型导入MuJoCo的参数调优与性能验证

📚 共计 30 章节

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MuJoCo 基础认知

什么是 MuJoCo？它的核心优势在哪？与其他仿真器（如 Gazebo、PyBullet）的对比。

环境搭建与工具链

安装 MuJoCo 2.3.7、配置 Python 绑定（mujoco）、验证安装。

XML 模型结构入门

mujoco 模型文件（.xml）的根节点、worldbody、geom、body 的基本概念。

刚体与碰撞体

定义 body、设置位置/姿态、使用 geom 创建形状（box、sphere、cylinder、mesh）。

材质与视觉属性

geom 的 rgba、material 标签、纹理映射（texture）基础。

关节与运动学

joint 类型（hinge、slide、free）、关节轴、关节限位、初始角度。

关节运动学

执行器与驱动

motor、position、velocity 执行器的定义与参数调优。

执行器驱动

接触与摩擦

pair 接触、摩擦系数（friction）、solref/solimp 参数详解。

传感器与数据读取

sensordata、position sensor、velocity sensor、force sensor。

传感器数据

仿真循环与控制

step()、forward()、data 结构、获取关节位置/速度。

参数调优核心概念

稳定性、精度、速度的三角权衡。

时间步长（timestep）调优

dt 的选择、对仿真精度与速度的影响。

求解器参数（solver）调优

iterations、tolerance、ls_iterations 的作用。

求解器收敛

接触刚度与阻尼调优

solref 的时间常数与阻尼比，solimp 的刚度曲线。

摩擦锥与摩擦系数调优

elliptic 与 pyramidal 摩擦模型的选择。

摩擦锥模型

关节阻尼与摩擦调优

joint 的 damping、frictionloss、armature 参数。

执行器参数调优

gainprm、biasprm、ctrlrange、forcerange 的实战调整。

执行器参数

模型简化技巧

减少 geom 数量、使用 convex hull、合并静态物体。

碰撞检测优化

contype、conaffinity、margin、gap 参数详解。

多体动力学调优

浮动基座与固定基座的选择、惯性参数（inertia）的校准。

多体动力学

仿真稳定性诊断

常见发散原因（穿透、刚度太大、时间步长过大）。

诊断稳定性

可视化调试

MuJoCo Viewer 的使用、标记（marker）与覆盖（overlay）调试。

可视化调试

日志与性能分析

profiling 工具、fps 监控、瓶颈定位。

复杂模型导入

从 URDF 转换到 MJCF、处理 mesh 文件、单位转换。

自定义地形与场景

height field、plane、site 的创建与调优。

多机器人仿真

在同一场景中加载多个模型、命名空间管理。

多机器人命名

仿真与真实差距分析

参数辨识基础、数据采集与拟合。

高级调优案例：四足机器人

四足机器人步态仿真中的参数调试。

高级调优案例：机械臂抓取

机械臂抓取中的接触稳定性调优。

案例机械臂

总结与最佳实践

参数调优检查清单、常见错误模式、资源推荐。

总结最佳实践

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