ros_control控制真实电机的方法

最新推荐文章于 2025-10-24 11:17:38 发布

原创

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本文详细介绍了使用ROS控制系统控制真实电机的过程，从硬件选型到软件实现，包括使用Arduino作为中间件，通过L298N电机驱动板控制直流电机，并实现关节状态的读写。同时，讲解了如何配置控制器，利用PID参数调整电机性能。

ros_control控制真实电机的方法

文章目录

ros_control控制真实电机的方法
- 需要的硬件
- 软件部分

声明：参考此项目对电机驱动方法进行总结。

需要的硬件

用于下载程序的单片机，此处使用arduino uno
电机驱动板，此处使用常规的L298N
直流电机带编码器/霍尔元件

软件部分

和硬件交互的robot_hardware_interface.h，作用：声明接口类，构造器添加publisher用于发布关节角度，client用于接收返回角度。需要继承hardware_interface::RobotHW。
代码如下：

#include <hardware_interface/joint_state_interface.h>
#include <hardware_interface/joint_command_interface.h>
#include <hardware_interface/robot_hw.h>
#include <joint_limits_interface/joint_limits.h>
#include <joint_limits_interface/joint_limits_interface.h>
#include <joint_limits_interface/joint_limits_rosparam.h>
#include <joint_limits_interface/joint_limits_urdf.h>
#include <controller_manager/controller_manager.h>
#include <boost/scoped_ptr.hpp>
#include <ros/ros.h>
#include <rospy_tutorials/Floats.h>
#include <three_dof_planar_manipulator/Floats_array.h>
#include <angles/angles.h>

class ROBOTHardwareInterface : public hardware_interface::RobotHW 
{
   
   
	public:
        ROBOTHardwareInterface(ros::NodeHandle& nh);
        ~ROBOTHardwareInterface();
        void init();
        void update(const ros::TimerEvent& e);
        void read();
        void write(ros::Duration elapsed_time);
        ros::Publisher pub;
        ros::ServiceClient client;
        rospy_tutorials::Floats joints_pub;
        three_dof_planar_manipulator::Floats_array joint_read;
        
    protected:
        hardware_interface::JointStateInterface joint_state_interface_;
        hardware_interface::PositionJointInterface position_joint_interface_;
        hardware_interface::EffortJointInterface     effort_joint_interface_;

        
        joint_limits_interface::EffortJointSaturationInterface effortJointSaturationInterface;
        
        int num_joints_;
        std::string joint_name_;  
        double joint_position_;
        double joint_velocity_;
        double joint_effort_;
        double joint_position_command_;
        double joint_effort_command_;
        double joint_velocity_command_;
        
        ros::NodeHandle nh_;
        ros::Timer non_realtime_loop_;
        ros::Duration elapsed_time_;
        double loop_hz_;
        boost::shared_ptr<controller_manager::ControllerManager> controller_manager_;
};

类的实现：robot_hardware_interface_node.cpp,在这里向ros注册控制器名称，通过服务的方式实现read方法：在cpp文件中声明客户端向服务器发起请求获得角度返回值。write方法：发布joint_effort_command_（目标值）到/joints_to_arduino话题。此处是定义功能，实际角度发布是在terminal使用rostopic pub发布的，当然也可以直接用脚本发布。注意joint_effort_command_表示目标的effor:


#include <ros_control_example/robot_hardware_interface.h>

ROBOTHardwareInterface::ROBOTHardwareInterface(ros::NodeHandle& nh) : nh_(nh) {
   
   
    init();
    controller_manager_.reset(new controller_manager::ControllerManager(this, nh_));
    loop_hz_=5;
    ros::Duration update_freq = ros::Duration(1.0/loop_hz_);
	
	pub = nh_.advertise<rospy_tutorials::Floats>("/joints_to_aurdino",10);
	client = nh_.serviceClient<three_dof_planar_manipulator::Floats_array>("/read_joint_state");
	
    non_realtime_loop_ = nh_.createTimer(update_freq, &ROBOTHardwareInterface::update, this);
}

ROBOTHardwareInterface::~ROBOTHardwareInterface() {
   
   
}

void ROBOTHardwareInterface::init()