QuartzYan’s Notes

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关于机器人、嵌入式系统与工程实践的记录。

三相电机的数学模型

以一台小型机器人关节电机为贯穿算例，先解释电机结构与术语，再结合参数测量、三相方程、Clarke/Park 变换、dq 模型、转矩计算和电压热约束，建立可用于仿真与控制器设计的 PMSM 工程模型。

承接直流电机的机械换相，逐步解释三相绕组、电角度、六步换相、三相逆变器、位置检测与电流闭环怎样共同产生可控转矩。

以永磁直流电机为教学模型，解释载流导体怎样产生力、力偶怎样形成转矩、换向器怎样维持旋转，以及反电动势如何把电气系统与机械负载连接起来。

从真实机器人软件栈出发，梳理空间表示、运动学、动力学、规划、优化与控制在工程中的位置、接口、组合方式和常见失效，并通过工业搬运、柔顺装配与动态机器人案例说明如何把数学模型落到系统。

从最小二乘逆运动学出发，理解代价与约束怎样逐步构成差分 IK、运动学轨迹优化、动力学轨迹优化与 MPC，并沿 MIT 课程的思路把动力学、规划和反馈控制连接起来。

从精确轨迹跟踪在接触中为何会变成危险出发，理解机械阻抗、关节与笛卡尔阻抗、方向性刚度、导纳控制和无源性，并说明怎样把柔顺行为真正放进机器人控制周期。