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机械臂力控(4)---对阻抗和导纳更深层次的理解

先说结论:

导纳控制是通过位置控制实现,即有外力的时候需要变化多少位置,适合于比较软的环境,阻抗控制是通过力控制实现,即外界位置变化时需要产生多少力,适合于比较硬的环境。

阻抗和导纳控制分别适合什么环境?

这取决于机器人可以控制和测量什么,如果只能控制位置、速度和测量力,那么两者之间唯一选择就是使用导纳控制。
僵硬环境: 假设墙壁非常坚硬。 在接触的瞬间,几乎会产生瞬时反馈。 阻抗控制器将通过保持实际位置与内部模型位置之间的位置误差来保持力。 由于墙壁非常坚硬,阻抗控制器可以迅速对位置误差做出反应,并提供 "良好 "的性能。 另一方面,导纳控制器将对力的变化做出反应。 由于力的变化非常快,而且由于环境非常僵硬,导纳控制器可能会出现 "反弹 "行为,很难达到 "稳态"。 在出现较高的过冲后,控制器会尝试反弹,并重新尝试达到所需的力等...
软环境: 想象一个非常柔软的环境。 在接触时,施加在末端执行器上的力会缓慢增加。 导纳控制器可以缓慢地对力的变化做出反应,并有时间 "适应 "表面的位移。 请注意,在第一次接触时会减速,因为推入软材料时力的变化很小。 然而,阻抗控制器不会立即察觉到力的变化,因为如果材料一开始就非常柔软,它完全可以保持速度。 它将继续保持相同的速度,直到材料慢慢停止变形并减慢末端执行器的速度。 只有这样,阻抗控制器才会得到一些反馈信息:"嘿,我注意到运动发生了变化,这就是墙壁!"。

http://www.jsqmd.com/news/513017/

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