操作空间控制

直接在末端空间算期望加速度和力，再用动力学换成关节力矩的控制方法。

操作空间控制由斯坦福的 Oussama Khatib 于 1987 年提出。它把机械臂动力学改写到末端所在的「操作空间」：F = Λ(q)·ẍ + η，其中 ẍ 是末端加速度，Λ 是末端感受到的等效惯量矩阵，η 汇总科里奥利力、重力等项，F 是末端要施加的力和力矩。控制器先按位姿误差用 PD 算出期望 ẍ，代入得 F，再用 τ = Jᵀ·F（J 为雅可比矩阵）换成关节力矩。好处是能直接在末端空间设刚度和阻尼，同时补偿机械臂自身惯性。和「逆运动学 + 关节位置控制」不同，它直接输出力矩，因此需要较准的动力学模型。仿真框架 robosuite 的 OSC_POSE 控制器就是它的实现。

例子在 robosuite 里用 OSC_POSE 控制 Panda 机械臂，策略每步只输出末端的位移增量和轴角旋转增量，控制器内部换算成 7 个关节的力矩。

也叫

操作空间公式、Operational Space Formulation、OSC_POSE、任务空间动力学控制

相关

任务空间控制、阻抗控制、雅可比矩阵、零空间控制、质量矩阵、全身控制

来源

Lynch & Park, Modern Robotics（§8.6 Dynamics in the Task Space；引 Khatib 1987, IEEE J. Robotics and Automation 3(1):43–53）
robosuite Docs: Controllers（OSC_POSE）