人机协作速度与力约束平衡方法
📚 共计 30 章节
01
人机协作概述
定义、发展历程、核心挑战（速度与力约束）
基础
概念
02
运动学基础
刚体运动描述、齐次变换矩阵、DH参数法
数学
坐标
03
动力学基础
牛顿-欧拉方程、拉格朗日方程、关节空间动力学
力学
建模
04
速度约束分析
关节速度极限、笛卡尔空间速度约束、奇异点规避
运动学
安全
05
力约束分析
关节力矩极限、末端执行器力约束、接触力模型
力
约束
06
速度与力耦合关系
功率限制、阻抗控制中的速度-力权衡、安全准则
耦合
权衡
07
阻抗控制原理
质量-弹簧-阻尼模型、目标阻抗设计、自然阻抗
控制
柔顺
08
导纳控制原理
位置修正力反馈、导纳滤波器设计、稳定性分析
力控
交互
09
力位混合控制
任务空间分解、选择矩阵、并行控制策略
混合
策略
10
自适应控制方法
参数估计、模型参考自适应、自适应阻抗控制
自适应
鲁棒
11
鲁棒控制方法
滑模控制、H∞控制、不确定性处理
鲁棒
抗干扰
12
优化理论基础
凸优化、二次规划、约束优化方法
数学
优化
13
速度规划与优化
梯形速度规划、S形速度规划、时间最优轨迹
轨迹
效率
14
力规划与优化
力轨迹生成、冲击力抑制、柔顺力控制
力
平滑
15
速度-力联合优化
多目标优化、帕累托前沿、加权和法
多目标
权衡
16
模型预测控制（MPC）
MPC基本原理、约束处理、实时优化
预测
优化
17
基于MPC的速度-力平衡
预测模型构建、代价函数设计、滚动优化
MPC
平衡
18
强化学习基础
马尔可夫决策过程、Q学习、策略梯度
RL
决策
19
基于强化学习的平衡策略
状态空间设计、奖励函数、安全探索
RL
安全
20
人机交互感知
力传感器、扭矩传感器、视觉感知、触觉反馈
传感
感知
21
人体运动意图估计
肌电信号、脑机接口、运动学预测
意图
人机
22
协作安全标准
ISO 10218、ISO/TS 15066、安全距离与速度监控
标准
安全
23
碰撞检测与响应
动量观测器、碰撞分类、安全停止策略
检测
响应
24
变阻抗控制
任务依赖阻抗、人体刚度估计、自适应柔顺
阻抗
自适应
25
冗余机器人控制
零空间投影、任务优先级、力约束下的运动优化
冗余
优化
26
多机器人协作
主从控制、协同阻抗、负载分配
多机
协同
27
人机协作装配
装配力控制、误差补偿、柔顺装配策略
装配
柔顺
28
人机协作搬运
负载共享、速度同步、力协调
搬运
协调
29
系统实现与调试
实时系统架构、传感器融合、参数整定
实现
调试
30
前沿趋势与展望
学习型控制、数字孪生、人机共融未来
前沿
趋势