说明

阻抗(Impedance): 你给电路施加一个电压,阻抗决定了流过多少电流。阻抗越大,同样的电压下电流越小——”阻碍”电流流过的能力越强。

导纳(Admittance): 反过来,你往电路里灌电流,导纳决定了两端产生多少电压。导纳越大,越容易”接纳”电流通过。

两者就是同一件事的正反两面描述:阻抗 = 1 / 导纳。

用一个日常场景:用手推一个机器人手臂。

示例

情况一:导纳控制(力进,运动出)——"它很听话,一推就让开"

想象一个用导纳控制的机械臂,你在它末端施加一个 10N 的力。

  • 机器人测量到这个力
  • 外环控制器把它换算成一个位置偏移量,比如"偏移 5cm"
  • 位置控制器执行这个偏移

结果你一推,它就顺着你推的方向让开 5cm;松手,它停在那或缓慢回原位。

对应你的说法:给一个力 → 得到一个位置变化。✅


情况二:阻抗控制(运动进,力出)——"它顶着,不想动"

想象一个用阻抗控制的机械臂,它的期望位置固定不动,但你用手把它往下压了 2cm。

  • 机器人测到实际位置比期望位置低了 2cm
  • 控制器立刻算出回复力:F = −kx − cẋ(比如弹簧系数让它顶回 20N)
  • 底层力矩控制器输出这个力矩,跟你的手对抗

结果你能压动它(因为它柔顺),但它始终用弹簧般的力顶着你想回去。你压多少,它顶多少;松手,它弹回原位。

修正你的说法:不是"从位置自动回到原位",而是"位置有偏差 → 产生一个回复力"。能不能回去、回得多快,取决于设定的弹簧-阻尼参数。✅

同一个物理交互(你推它),两种控制方式只是把"输入/输出"的角色对调了——这就是它们互为对偶的含义。

总结

一句话总结:阻抗 = 运动进、力出;导纳 = 力进、运动出。两者互为对偶关系,就像电路里阻抗是电压/电流、导纳是电流/电压一样。

阻抗导纳控制