重力补偿

按模型算出托住机器人自重所需的关节力矩并提前加上，让手臂不因重力下垂。

机械臂每个关节都要持续出力托住后面连杆的重量，所需力矩随姿态变化，记作 g(q)（q 为关节角）。重力补偿就是用各连杆质量、质心等模型参数实时算出 g(q)，作为前馈量（不等误差出现就提前给出的量）加到控制输出上。只用 PD 控制时，要靠残留的位置误差才能产生抵抗重力的力矩，末端会略微下垂，加上重力补偿即可消除。若只输出 g(q)、不加位置反馈，手臂能停在任意位置，人一推就动，这就是协作臂的重力补偿模式，也是拖动示教的基础。装了夹爪或抓着重物时要把负载质量和质心告诉控制器，否则补偿不准。

例子Franka 机械臂的 libfranka 接口里，用户发送的关节力矩指令不含重力和摩擦项，由控制器内部补上；其模型库的 gravity() 函数算重力矩时要传入末端负载的质量和质心位置。

也叫

重力补偿模式、重力矩补偿、Gravity Comp

相关

零力拖动、PD 控制、前馈控制、计算力矩控制、拖动示教、摩擦补偿

来源

Modern Robotics 11.5: Force Control（τ = g(θ) + JᵀF_tip，含重力模型）
Modern Robotics 11.4: Motion Control with Torque or Force Inputs (Part 3 of 3)
libfranka robot.h（joint-level torque commands without gravity and friction）