carryoutw的博客

比如 现在已知机器末端在外界接触所产生的力f和关节的力矩，怎么看着一点呢，想象一下，机械臂末端碰到一个接触面，接触面会返回一个力（力是相互作用的），所以机械臂末端会有一个力，为了抵抗这个力，各个关节也会产生一个力（关节产生的力是力矩）与之对抗，达到驱动力或力矩平衡的一个状态，在静止状态。惯性张量是绕着某一定点来进行旋转的，那么可以绕x，绕y，绕z轴和空间中任一一个轴进行旋转，所以需要给他们结合起来，也就是一个3*3矩阵的形式，同时，定轴转动是定点转动的特例，转动惯量包含在惯性张量中。

侵权删！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！！机器人动力学到达是做什么的？一个简单的实例：利用飞球的转速不同去控制阀门的大小，从而控制转速，但是有一个问题，不同的蒸汽机他的阀门的重量是不一样的，相对应的飞球的质量也是不一样的， 控制相对来说也是很难的。现在来说，可以使用单片机利用pid算法进行调节，但是pid一般来说是在盲目的去调整，如果知道了机器人的动力学，根据动力学方程的性能指标就可以控制相关的控制参数。最显著的特点就是：响应性更快，稳定性越高，抗稳定性越强等等。

比如：性能的能耗，振动的分析，精准定位，运动轨迹优化等等，一个具体的实际例子，在工业机器人中，实现高速的点到点之间的移动，要做到平滑的运动，这时就需要考虑到各个关节之间的速度和加速度之间的关系，换一个角度，还可以进行对设备电机的选型和降低成本等。同时，刚体的运动 可以描述成：质心的平动和绕质心转动的集合。番外：看了一下完整的机器人程序源码，给我的感悟对电机的感悟是一个，如果是以后在做diy的情况下，最好使用FOC算法的无刷电机，这个可以保证速度和位置的闭环，如果可以的话可以使用更高级的电机，伺服电机等。

注意一点，仅仅改动轨迹规划中的一个一阶导数（比如T型轨迹规划，改变匀速段的速度），但是这样做的一点在路径规划中没有改变的话，再次运行的话，就不一定按照路径规划的方式进行行走了。本质：假设两个点之间是走直线，那么走的过程中的速度，加速度是怎么变化的，也就是在这条路径上的每时每刻要在什么位置，而在路径规划是没有时间的。把轨迹规划分为3个时间，第一段是圆弧运行，第二段是直线运行，第三段是圆弧运行，这样保证了在规划中含有匀速运行，圆弧的作用保证速度，加速度是一个连续段。要改变的速度，也就是改变这里面的速度。

侵权删除！！！！！！！！！！！！！！！！！在上一节中，我们建立动力学方程，但是里面的惯性参数集是未知的，如果来确定惯性参数集的参数就是利用参数辨识来确定的。

在动力学参数辨识中，构成的线性方程组中的回归矩阵-Y，有可能是一个病态的矩阵（什么是病态：就是当Y矩阵改变一个细小的变化，最终的结果会发生很大的变化），那么此时我们就需要进行傅里叶变换分析信号，在低速的情况下把高频的信号过滤掉。具体怎么做：获取某一个关节的角度信息，让机器进行运动，并记录信号波形，利用五级傅里叶级数分解成5组sin或cos的函数，高频的信号过滤掉，利用过滤掉的数据在进行变换回去，在进行动力学参数辨识，使参数更加精准。欧拉公式所代表着是：在复数坐标系中，圆心有一个单位圆，在圆上有一点A，

为什么要有一个负载的参数辨识，因为对于整个系统来说，除了负载哈，其他关节都是不变的，出厂时都设置好了，但是负载确是不一样的，有时候会搬运东西，电焊枪等等，都是不一样的。物理一致性 ： 动力学参数所代表的物理量与实际中物理属性保持一致的特性，也就是说当估计处理的物体质量是2kg，但是实际是1kg，也是可以的，因为在物理属性中，质量的大小大于0即可。关节处的摩擦力变小了，导致系统的参数辨识精度会变高，因为动力学方程中的摩擦力项占的比例会变小。系统的辨识：根据多组不同的输入和输出，进行反推中间函数。

碰撞的类型：有时候人正常扶一下机器人这并非是碰撞而是正常的交互，如何判断什么时候是正常交互，什么时候是真实的碰撞，如图可以看波形，正常交互的力矩波形是比较柔和的，真实碰撞是非常尖锐的，分别这个2个状态可以对他们。其中t（t）就是估计碰撞力矩，而真实的碰撞力矩与估计的碰撞力矩就是一个线性关系，是一个低通滤波的方式。力矩检测时，力矩检测点离力臂太短是不能够进行检测的，碰撞力很大，力矩很小也是检测不出来的。直接方法：关节输出的力矩，和机器人碰撞物体力觉传感器检测到的力，相减，就是碰撞力的大小。

wa是一个系统无阻尼谐振频率，也就是平常说的谐振频率，根据通式可知，负载的转动惯量是随着末端机构在不同的位姿是不断变化的，所以在实际使用中使用陷波器和整形波形进行消除振动是非常困难的，所以一般使用高次多项式进行对位置，速度，加速度平滑处理，可以减少震动，但是机构的性能会大大降低，速度可能加不起来，齐次的话可以减少振动还可以使用更高级的电机进行让其稳定。但是在实际机器人中，谐振动的频率是不断的变化的， 这个有很大因素进行影响，比如质量，惯性参数，阻尼，姿态位置等一些因素进行影响。所以在实际中并不使用。

对于机器人来说，主控板有好多的选择，这里列出一部分，工控机，树莓派，plc，stm32，esp32，stc89c51等等，均可以进行，但是相对应的性能确不一样。市面上的电机有：直流电机，交流电机，舵机，步进电机，电缸，无刷电机，伺服电机等等。特点：使用FOC算法和三环pid，也可以进行对位置，速度，加速度，电流的控制。传动系统：皮带，皮带轮，同步轮，齿轮，凸齿轮，电子杆，链条，链轮等等。特点：利用相配的驱动器可以进行对位置，速度，加速度，电流的控制。特点：可以对位置，速度，加速度和力矩的控制。