柔顺控制工程落地指南

📚 共计 30 章节

柔顺控制概述

什么是柔顺控制 · 被动柔顺与主动柔顺 · 应用场景（装配、打磨、人机协作）

阻抗控制原理

质量-弹簧-阻尼模型 · 目标阻抗方程 · 阻抗参数（刚度、阻尼、惯量）的物理意义

力位混合控制

自然约束与人工约束 · 选择矩阵 · 力控与位控的切换逻辑

直接力控与间接力控

基于力矩传感器的直接力控 · 基于位置/速度内环的间接力控 · 优缺点对比

关节空间与任务空间控制

雅可比矩阵的作用 · 任务空间阻抗控制 · 关节空间阻抗控制

运动学空间

六维力传感器选型

传感器原理（应变片、压电、电容）· 量程与精度选择 · 安装注意事项

力传感器标定

零点漂移补偿 · 重力补偿 · 温度补偿 · 标定流程与工具

机器人动力学基础

牛顿-欧拉方程 · 拉格朗日方程 · 惯性矩阵 · 科里奥利力与离心力

动力学理论

摩擦力补偿

库仑摩擦 · 粘性摩擦 · Stribeck效应 · LuGre模型 · 前馈补偿方法

重力与惯性力补偿

静态重力补偿 · 动态前馈补偿 · 辨识方法

阻抗控制参数整定

临界阻尼、欠阻尼、过阻尼的选择 · 带宽与稳定性权衡 · 工程调试方法

力控稳定性分析

被动稳定性 · 有源稳定性 · 耦合稳定性 · 奈奎斯特判据

稳定性分析

接触稳定性

刚性接触与柔性接触 · 接触刚度的影响 · 颤振抑制

力控带宽限制

传感器延迟 · 通信延迟 · 执行器带宽 · 控制周期的影响

数字滤波器设计

低通滤波器 · 陷波滤波器 · 移动平均滤波器 · 相位延迟补偿

力控系统硬件架构

实时操作系统（RTOS）· EtherCAT总线 · FPGA加速 · 控制柜选型

机器人操作系统（ROS）集成

ROS Control框架 · ros_control力控插件 · 话题与服务通信

力控软件架构

状态机设计 · 安全保护逻辑 · 异常处理 · 日志记录

轴孔装配策略 · 搜索策略 · 力位混合装配 · 常见失败模式

恒力打磨 · 轨迹规划 · 工具补偿 · 砂纸磨损补偿

人机协作应用

拖动示教 · 碰撞检测与响应 · 安全力矩限制

力控调试工具

示波器 · 数据记录 · 频谱分析 · 参数在线调整

力控性能评估指标

力跟踪误差 · 接触稳定性 · 抗干扰能力 · 鲁棒性

力控与视觉融合

视觉引导定位 · 力觉辅助对位 · 视觉与力觉的优先级切换

多轴协调力控

双臂协调 · 主从控制 · 内力控制 · 负载分配

非线性力控

变阻抗控制 · 自适应阻抗控制 · 学习型力控

非线性自适应

力控安全设计

力矩限制 · 速度限制 · 区域监控 · 急停逻辑

力控系统测试与验证

单元测试 · 集成测试 · 压力测试 · 现场验收

力控工程常见问题

传感器噪声 · 机械谐振 · 通信丢包 · 参数漂移

力控发展趋势

触觉传感器 · 柔性关节 · AI力控 · 数字孪生