力控通常分為哪些？

力限制控制（Force-Limited Control）：控制機器人末端執(zhí)行器的輸出力不超過指定的最大值，可以保證機器人和人的安全性。

動力學(xué)控制（Impedance Control）：通過控制機器人的末端執(zhí)行器的阻抗（包括質(zhì)量、阻尼和剛度）來控制機器人與環(huán)境之間的相互作用力。

接觸力控制（Force Control）：通過控制機器人與環(huán)境之間的相互作用力，使得機器人在執(zhí)行物理交互任務(wù)時能夠保持穩(wěn)定的力學(xué)特性，比如保持一定的接觸力、運動穩(wěn)定等。

其他力控制方法：還有一些其他的力控制方法，比如逆向動力學(xué)控制、基于模型的控制、模糊控制等，都可以應(yīng)用于機器人的力控制中。

為什么力控通常采用阻抗控制？如何通俗的理解阻抗控制？

通常情況下，機器人力控制采用阻抗控制是因為阻抗控制能夠更好地處理機器人與環(huán)境之間的相互作用。

相比于位置控制和速度控制，阻抗控制可以實現(xiàn)更高級的控制策略，如力限制、力跟隨、剛度控制和阻尼控制等。

在機器人執(zhí)行物理交互任務(wù)時，環(huán)境的不確定性和復(fù)雜性往往導(dǎo)致力的變化和機器人位置、速度的變化之間的相互影響，而阻抗控制可以通過模擬機器人與環(huán)境之間的交互阻抗來處理這些影響，從而實現(xiàn)更加精確的力控制。

阻抗控制的基本思想是將機器人與環(huán)境之間的交互視為一個復(fù)合系統(tǒng)，通過對系統(tǒng)的阻抗參數(shù)進行控制，從而實現(xiàn)機器人與環(huán)境之間的力交互。

阻抗控制中的阻抗參數(shù)通常包括剛度和阻尼，剛度用于描述系統(tǒng)對于外部力的響應(yīng)強度，而阻尼則用于描述系統(tǒng)對于外部力的響應(yīng)速度。

在阻抗控制中，機器人的運動受到環(huán)境的反作用力的影響，從而調(diào)整機器人的運動以適應(yīng)環(huán)境的變化，實現(xiàn)精確的力控制。

可以用彈簧和阻尼器作為生動的比喻來理解阻抗控制。當(dāng)你用手推動一個彈簧，彈簧的剛度決定了彈簧對你的推力的響應(yīng)強度，而彈簧內(nèi)的阻尼決定了彈簧對你的推力的響應(yīng)速度。

類比地，當(dāng)機器人與環(huán)境進行物理交互時，阻抗控制通過模擬彈簧和阻尼器的行為來實現(xiàn)對機器人的力控制。

研究力控機器人的關(guān)鍵科學(xué)問題有哪些？

傳感器設(shè)計與數(shù)據(jù)處理：力控機器人需要使用高精度的傳感器來獲取實時的力量信息，同時還需要進行高效的數(shù)據(jù)處理，以保證控制系統(tǒng)的實時性和穩(wěn)定性。

力控算法設(shè)計：力控機器人需要采用特定的算法來控制機器人運動和施加的力量，同時還需要考慮力學(xué)模型和控制模型之間的耦合關(guān)系。

模型參數(shù)估計：力控機器人需要使用準(zhǔn)確的模型來描述機器人的動力學(xué)和控制特性，因此需要進行模型參數(shù)估計，包括慣性參數(shù)、摩擦力參數(shù)等。

環(huán)境感知與交互：力控機器人需要對周圍環(huán)境進行感知，并根據(jù)感知結(jié)果進行適當(dāng)?shù)奈锢斫换?，因此需要研究環(huán)境感知技術(shù)和交互算法。

機器人設(shè)計與控制系統(tǒng)集成：力控機器人需要進行機械設(shè)計和控制系統(tǒng)設(shè)計，同時還需要進行系統(tǒng)集成和調(diào)試，確保機器人能夠按照預(yù)期工作。