01
导纳控制概述
什么是导纳控制 · 与阻抗控制的区别 · 应用场景：装配、人机协作、医疗机器人
概念入门
02
物理基础回顾
牛顿第二定律 · 弹簧-质量-阻尼 · 传递函数与状态空间
力学建模
03
导纳控制数学模型
理想导纳模型 · 质量-阻尼-刚度参数 · 输入输出关系
核心公式
04
一维导纳控制器实现
离散化方法(前向/后向欧拉、双线性) · 伪代码与Python实现
编程离散化
05
导纳控制参数整定
临界/过/欠阻尼 · 参数影响 · Ziegler-Nichols与经验法
调参系统响应
06
力传感器基础
应变片/压电/电容式 · 标定 · 低通与卡尔曼滤波
硬件滤波
07
位置控制基础
位置/速度控制模式 · PID控制器 · 与导纳控制结合
内环PID
08
导纳+位置串联架构
外环导纳·内环位置 · 架构框图与信号流
架构串联
09
导纳+速度串联架构
外环导纳·内环速度 · 架构差异对比
架构速度环
10
导纳+力控制并联架构
力位混合控制 · 并联优缺点 · 适用场景
并联力位混合
11
多维导纳控制
任务/关节空间 · 6自由度模型 · 惯性/阻尼/刚度矩阵
多维矩阵
12
坐标系与变换
基/工具坐标系 · 力/力矩变换 · 雅可比矩阵作用
坐标雅可比
13
稳定性分析
无源性与稳定性 · Lyapunov分析 · 参数不确定性影响
理论鲁棒
14
柔顺性分析
静态/动态柔顺 · 柔顺中心(C-中心) · 柔顺矩阵设计
柔顺设计
15
接触力控制
接触力建模 · 接触刚度 · 过渡过程 · 软/硬接触策略
接触过渡
16
安全策略
力/力矩限幅 · 速度限幅 · 奇异规避 · 紧急停止
安全保护
17
仿真环境搭建
Python(NumPy+SciPy) · Simulink · ROS+Gazebo
仿真工具
18
仿真实验
一维/二维平面仿真 · 力跟踪与位置跟踪分析
实验分析
19
机器人装配应用
轴孔装配 · 搜索策略 · 导纳控制辅助流程
装配工业
20
人机协作应用
拖动示教 · 碰撞检测与响应 · 协作安全标准
协作安全
21
医疗机器人应用
手术力反馈 · 康复训练 · 微创优势
医疗康复
22
导纳 vs 阻抗控制
数学模型对比 · 效果与场景对比 · 选择指南
对比选型
23
导纳滤波
导纳滤波原理 · 力控制应用 · 参数设计
滤波信号
24
时延问题
通信时延影响 · Smith预估器 · 时延预测补偿
时延补偿
25
非线性因素
摩擦力/重力/科氏力补偿 · 非线性导纳控制
非线性补偿
26
自适应导纳控制
参数自适应 · 模型参考自适应 · 神经网络自适应
自适应智能
27
学习型导纳控制
强化学习+导纳 · 示教学习 · 参数优化
学习优化
28
硬件实现
嵌入式选型 · RTOS配置 · 力传感器与执行器接口
硬件嵌入式
29
调试与优化
调试流程 · 振荡/漂移/响应慢排查 · 性能优化
调试优化
30
项目实战
需求分析到集成 · 机器人打磨/抛光案例 · 总结展望
实战综合