星动纪元全身动力学面试,几十个关节的力矩怎么分
上一篇聊了步态控制,让机器人"走起来"。这篇聊的是走起来之后更底层的问题——全身动力学控制。一个人形机器人有30-40个关节,行走的时候每个关节要输出多大的力矩?怎么分配才能让机器人走得稳、走得省劲、还不会把电机烧了?这就是全身动力学工程师要解决的问题。星动纪元这个岗位面试核心考的是WBC(Whole-Body Control)框架和关节力矩优化分配。面试官的开场问题就是一道计算题:"一个30自由度的人形机器人正在上楼梯,写出它的动力学方程和WBC的优化问题形式。"动力学方程:WBC的地基人形机器人的动力学方程用浮动基座(Floating Base)形式表示:M(q) * q̈ + C(q, q̇) * q̇ + g(q) = S * τ + Jc^T * Fc其中q是广义坐标(包括6个浮动基座自由度+关节角度),M是质量惯量矩阵,C是科氏力和离心力项,g是重力项,S是选择矩阵(把关节力矩映射到广义力),τ是关节力矩向量,Jc是接触点雅可比,Fc是接触力(地面反力)。面试官追问:"这个方程里的M、C、g怎么算?用什么算法?"计算动力学项有两个经典算法:RNEA(Recursive Newton-Euler Algorithm)和CRBA(Composite Rigid Body Algorithm)。RNEA从末端向基座递归计算每个连杆的力和力矩,时间复杂度O(n),适合计算逆动力学(给定运动求力矩)。CRBA也是递归算法但方向不同,用来计

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