机器人阻抗控制的原理，应用和实现（上）

阻抗控制原理

阻抗的来源：

我们之前在电工电子学中也有遇到过阻抗的概念，在具有电阻、电感和电容的电路里，对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，是一个复数，实际称为电阻，虚称为电抗。阻抗的单位是欧姆。阻抗的概念不仅存在与电路中，在力学的振动系统中也有涉及。

而机器人力的阻抗控制虽然和电工电子的阻抗不是同一个范畴的概念，但是其本质是相同的，这也是阻抗的本质意义。

机器人系统也是一个物理系统。对任意自由度机器人可以对外界施加一个力或者位移速度，但是不能同时施加。从外界沿任意方向来看可以归结为：导纳系统和阻抗系统。前者接收压扁输入产生流变输出，后者接收就变输入产生压扁输出。对于两动态作用的物理量系统而言，两者互相耦合。

阻抗控制的目标：建立一个期望的机器人位置和接触力的动态响应关系。将外界环境系统视为对机器人系统的一种“干扰”，并给机器人在受外界力而偏离既定运动时具有阻抗形式的扰动响应。通过改变上述阻抗，就可以调节机器人与外界的动态作用。

表达式：由于机器人的动力学方程为