47、机器人控制中的力与阻抗控制方法解析

机器人控制中的力与阻抗控制方法解析

1. 直接力控制方法

直接力控制方法在机器人控制中具有一定优势，其闭环系统特性不太依赖机器人的结构以及末端执行器在工作空间内的位置，这使得位置和力控制器的控制增益调整更为直接。然而，该方法是基于模型的，需要对机器人的运动学和动力学模型有较为全面的理解。

只有当机器人与环境保持连续接触时，才能实现令人满意的力跟踪。若因任何原因导致机器人与环境失去接触，交互力会突然大幅下降。为保证期望的交互力，机器人关节会产生快速且不可控的加速度。在人机交互和微创手术机器人等应用场景中，机器人并非始终与环境保持接触，因此在机器人与环境接触过程中，控制其瞬态行为至关重要。

以下是不同类型机器人在相关问题中的应用情况：
| 机器人类型 | 自由度 | 相关问题 |
| — | — | — |
| RP 机器人 | 2 自由度 | 问题 13.1、13.10 |
| PRP 机器人 | 3 自由度 | 问题 13.2、13.11、13.12 |
| PRR 机器人 | 3 自由度 | 问题 13.3 |
| RPR 机器人 | 3 自由度 | 问题 13.4、13.13 |
| RR 机器人 | 2 自由度 | 问题 13.5、13.14 |
| RRRP 机器人 | 4 自由度 | 问题 13.6、13.15 |
| RPRR 机器人 | 4 自由度 | 问题 13.7、13.16 |
| 4R 机器人 | 4 自由度 | 问题 13.8、13.17 |
| RRPR 机器人 | 4 自由度 | 问题 13.9、13.18 |

以 2 自由度的 R