先進控制
混合位置/力控制
混合位置/力控制,是一種告訴機器人手臂在某些方向上嚴格管位置、在另一些方向上嚴格管推力的辦法——而且是在同一時刻同時進行。想想用海綿擦桌子。左右和前後方向,你在意海綿到底走到哪裡,所以你控制它的位置;但垂直往桌面壓下去的那個方向,你並不想要一個精確的高度,你想要的是輕柔而穩定的下壓,所以那個方向你改為控制力。機器人做同樣的活兒,也需要讓這兩套規則一起運行,各自管著不同的方向。
訣竅在於把任務的各個方向分成兩組。有些方向是「位置控制」的:機器人被告知一個目標點,會全力把工具精確送到那裡,而不在意這需要多大的力。另一些方向是「力控制」的:機器人被告知一個目標推力,會調整自己的運動以保持這個推力穩定,而不在意工具最終停在哪裡。一個叫做選擇矩陣的數學工具,標明每個方向歸哪一組,這樣兩個控制器就不會在同一個軸上互相打架。
只要機器人必須接觸一個它無法完美測量的表面,這件事就很要緊,比如打磨焊縫、轉動曲柄,或者把銷釘滑進孔裡。純粹的位置控制,只要現實和計畫差了一絲一毫,就會在那一瞬間把工件壓裂或把工具折斷;純粹的力控制,又會讓工具偏離既定路徑。把任務拆開,機器人就能在該精確的地方穩穩貼著軌跡、在該柔和的地方保持輕柔,二者同時做到。
一台為金屬板去毛刺的機器人,用位置控制讓打磨工具沿著邊緣移動,同時用一個恆定的力壓向板面,這樣它既能精確地沿著形狀走,又絕不會刨得太深。
沿邊緣管位置,向表面管力——兩套規則、兩個方向、一個動作。
這兩組必須是「互補」的:一個方向要麼受位置控制、要麼受力控制,絕不能兩者兼有,這樣機器人在同一個軸上就永遠不會收到兩條互相矛盾的命令。
又稱
另見