Admittance Controller（导纳控制器）¶

导纳控制器使您能够基于末端执行器（TCP），实现零力控制（zero-force control）。

该控制器实现了 ChainedControllerInterface，因此可被其他控制器链式调用（如 JointTrajectoryController）。

⚠️ 依赖项：控制器需要外部运动学插件才能运行。
kinematics_interface 仓库提供了该控制器可使用的接口与实现。

ROS 2 接口¶

话题（Topics）¶

~/joint_references（输入）
类型：trajectory_msgs/msg/JointTrajectoryPoint
用途：非链式模式下的目标关节命令
~/state（输出）
类型：control_msgs/msg/AdmittanceControllerState
用途：发布控制器内部状态

参数（Parameters）¶

本控制器使用 generate_parameter_library 管理参数。完整说明见 src/ 目录下的参数定义文件。

关节与接口配置¶

参数	类型	默认值	说明	只读
`joints`	`string_array`	—	控制器使用的关节列表	✅
`command_joints`	`string_array`	`{}`	用于向下游控制器写入参考值的关节（链式模式专用）	✅
`command_interfaces`	`string_array`	—	控制器申请的命令接口（如 `position`、`velocity`）	✅
`state_interfaces`	`string_array`	—	控制器申请的状态接口	✅
`chainable_command_interfaces`	`string_array`	`{"position", "velocity"}`	控制器导出的参考接口（供上游控制器使用）	✅

运动学插件¶

参数	说明
`kinematics.plugin_name`	插件类名（如 `kinematics_interface_kdl/KinematicsInterfaceKDL`）
`kinematics.plugin_package`	插件所在包名
`kinematics.base`	机器人基座连杆（用于运动学计算）
`kinematics.tip`	末端执行器连杆
`kinematics.alpha`	雅可比伪逆的阻尼系数（默认：`0.01`）

力/力矩传感器¶

参数	默认值	说明
`ft_sensor.name`	—	URDF 中 F/T 传感器名称
`ft_sensor.frame.id`	—	F/T 传感器所在坐标系
`ft_sensor.filter_coefficient`	`0.05`	传感器指数滤波系数

控制与坐标系¶

参数	说明
`control.frame.id`	导纳计算所用的控制坐标系（通常为 `tool0`）
`fixed_world_frame.frame.id`	世界坐标系（重力必须沿 -Z 方向）
`gravity_compensation.frame.id`	重心（CoG）定义坐标系（通常为 F/T 传感器坐标系）

重力补偿¶

参数	约束	说明
`gravity_compensation.CoG.pos`	长度 = 3	CoG 在补偿坐标系中的位置 `[x, y, z]`
`gravity_compensation.CoG.force`	≥ 0.0	末端执行器重量（`mass × 9.81`，默认 `0.0`）

导纳参数（6 自由度）¶

参数	约束	说明
`admittance.selected_axes`	长度 = 6	是否启用各轴（`[x, y, z, rx, ry, rz]`）
`admittance.mass`	长度 = 6 每个 ≥ 0.0001	各轴质量
`admittance.damping_ratio`	长度 = 6	各轴阻尼比（\( \zeta = D / (2 \sqrt{M S}) \)）
`admittance.stiffness`	长度 = 6 每个 ≥ 0.0	各轴刚度
`admittance.joint_damping`	≥ 0.0	关节阻尼（默认 `5.0`）

其他¶

参数	默认值	说明	只读
`robot_description`	—	URDF 格式的机器人描述（用于运动学）	✅
`enable_parameter_update_without_reactivation`	`true`	是否允许运行时动态更新参数	—

示例参数文件¶

最小配置（仅加载）¶

load_admittance_controller:
  ros__parameters:
    joints: [joint1, joint2]
    command_interfaces: [velocity]
    state_interfaces: [position, velocity]
    chainable_command_interfaces: [position, velocity]

完整配置（KUKA KR6 示例）¶

test_admittance_controller:
  ros__parameters:
    joints: [joint1, joint2, joint3, joint4, joint5, joint6]
    command_interfaces: [position]
    state_interfaces: [position]
    chainable_command_interfaces: [position, velocity]

    kinematics:
      plugin_name: kinematics_interface_kdl/KinematicsInterfaceKDL
      plugin_package: kinematics_interface
      base: base_link
      tip: tool0
      alpha: 0.0005

    ft_sensor:
      name: ft_sensor_name
      frame:
        id: link_6
        external: false
      filter_coefficient: 0.005

    control:
      frame:
        id: tool0
        external: false

    fixed_world_frame:
      frame:
        id: base_link
        external: false

    gravity_compensation:
      frame:
        id: tool0
        external: false
      CoG:
        pos: [0.1, 0.0, 0.0]  # x, y, z
        force: 23.0            # 重量

    admittance:
      selected_axes: [true, true, true, true, true, true]
      mass: [5.5, 6.6, 7.7, 8.8, 9.9, 10.10]
      damping_ratio: [2.828427, 2.828427, 2.828427, 2.828427, 2.828427, 2.828427]
      stiffness: [214.1, 214.2, 214.3, 214.4, 214.5, 214.6]

📁 示例位于 test/ 目录。

ros2_control 接口¶

参考接口（References，供上游控制器使用）¶

<controller_name>/<joint_name>/position
<controller_name>/<joint_name>/velocity

状态接口（States）¶

格式：<joint>/<state_interface>
支持：position、velocity、acceleration
若某状态接口未提供，则使用上一周期的命令值进行计算

力/力矩接口（通过语义组件）¶

基于 ft_sensor.name 构建：

<sensor_name>/force.x
<sensor_name>/force.y
<sensor_name>/force.z
<sensor_name>/torque.x
<sensor_name>/torque.y
<sensor_name>/torque.z

命令接口（Commands）¶

格式：<joint>/<command_interface>
支持：position、velocity、acceleration（定义见 hardware_interface_type_values.hpp）