阻抗控制

让机器人受力时像弹簧加阻尼器一样顺从，而不是硬顶着目标位置不放。

MIT 的 Neville Hogan 于 1984–1985 年系统提出。纯位置控制碰到桌面或人会硬顶到底，纯力控制又没法在空中跟踪轨迹。阻抗控制规定的是力和运动偏差的关系，常见形式为 F = K(x_d − x) + D(ẋ_d − ẋ)：x_d 为期望位置，x 为实际位置，K 为刚度（偏离 1 米产生多少牛的力），D 为阻尼（抑制晃动）。K 大则硬、跟踪准；K 小则软，碰到障碍只产生有限的力。它通常要求机器人能直接控制力矩；导纳控制方向相反，先测力再算位置修正，适合只收位置指令的工业臂。可在关节或笛卡尔空间实现，常用于擦拭、插孔装配和人机协作。

例子libfranka 自带的笛卡尔阻抗示例把平移刚度设为 150 N/m、转动刚度 10 N·m/rad，阻尼取 2√K（临界阻尼）；运行后可以用手推动机械臂，松手后它会弹回原位。

也叫

Impedance controller、阻抗控制器

相关

导纳控制、笛卡尔阻抗控制、关节阻抗控制、变阻抗控制、力位混合控制、质量-弹簧-阻尼系统

来源

Hogan, Impedance Control: An Approach to Manipulation, Part I—Theory, J. Dyn. Sys., Meas., Control 107 (1985)
Wikipedia: Impedance control
libfranka examples/cartesian_impedance_control.cpp