力控制也是位置控制
- 背景介紹
機器人力控制的意義有很多。然而在實踐中，力控制的性能，特別是穩定性會遠差於位置控制。這裡我們以最簡答的P型反饋控制策略，來說明這兩種控制模式的聯繫與差異。
桂凱：機器人力控制概述
2.位置控制與力控制的共同點
首先，位置的P控制很簡單，控制框圖如下：控制器根據理想位置與實際位置的差值（位置誤差），算出一個力矩值，發送給電機，去盡量使位置誤差趨於0。
簡單的力控制框圖如下：控制器根據理想力與實際力的差值（力誤差），算出一個力矩值，發送給電機，去盡量使力誤差趨於0。
這兩個控制框圖（圖1和圖2）構成幾乎一模一樣，接下來我們闡述下這兩個控制框圖的深層聯繫。力的產生是由於機器人與環境發生了互相擠壓變形（X）所造成的，這兩者間的接觸模型可簡化為一個彈簧K，故接觸力F=K*X。
對於力控制的框圖2，我們可以把理想力與實際力轉換為理想位置與實際位置，轉換後的控制框圖如下：
我們可以看到，力控制問題已經完全轉變為一個位置控制問題了！
3. 力控制與位置控制的區別
實際中環境的接觸剛度K是很大的，力控制也就相當於一個高增益的位置控制。由於這個高增益的問題，力控制的穩定性較低。如下視頻是一個剛性接觸下的測試，機器人的力控制無法穩定，一直處於抖動狀態。
只要把接觸剛度變小，同樣一組力控制器參數，系統就能穩定了。
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