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ROS2 robot控制学习(一)

news 来源：原创 2025/5/29 16:24:24

controller_position.yaml使用说明

ROS 2 的 controller_manager 用途
- 典型工作流程示例
- 关键服务与话题
- 扩展功能
JointTrajectoryController 参数详解
- 基本参数
- 轨迹参数
- 插值参数
- 前馈控制
- 代码示例
- 动态参数
- 调试参数
ForwardCommandController 概述
- - 参数解释
  - - `joints`
    - `interface`
    - `allow_nonzero_velocity_at_startup`
    - `state_publish_rate`
    - `command_joint_topic`
    - `use_node_name_as_namespace`
  - 配置示例
  - 使用流程
  - 注意事项
joint_state_broadcaster
- - 启动节点
  - 订阅与发布的Topic
  - 参数配置
  - 与控制器管理器集成
  - 调试与验证
  - 注意事项
  - 示例数据流

ROS 2 的 controller_manager 用途

controller_manager 是 ROS 2 中用于管理和协调机器人控制器的核心组件，主要功能包括动态加载、启动、停止和卸载控制器，以及对控制器生命周期的统一管理。以下是其核心用途：

动态加载与卸载控制器
允许在运行时根据需要加载或卸载控制器插件（如 PID 控制器、力控控制器等），无需重启整个系统。控制器以插件形式实现，通过 pluginlib 动态加载。
生命周期管理
提供对控制器的启动（start）、停止（stop）、配置（configure）等状态切换功能。控制器需遵循 controller_interface::ControllerInterface 接口规范。
多控制器协调
支持同时运行多个控制器，并通过资源管理避免冲突（如同一关节被多个控制器控制）。controller_manager 会检查控制器的硬件资源占用情况。
硬件接口代理
作为控制器与硬件抽象层（hardware_interface）之间的桥梁，将控制器的输出传递给硬件，并将硬件状态反馈给控制器。

典型工作流程示例

加载控制器
通过服务调用动态加载控制器插件：

ros2 service call /controller_manager/load_controller controller_manager_msgs/srv/LoadController "{name: 'joint_state_controller'}"

启动控制器
启动已加载的控制器：

ros2 service call /controller_manager/switch_controller controller_manager_msgs/srv/SwitchController "{start_controllers: ['joint_state_controller'], strictness: 1}"

配置文件示例
在 YAML 文件中定义控制器参数：

joint_state_controller:type: joint_state_controller/JointStateControllerpublish_rate: 50

关键服务与话题

服务接口
- /controller_manager/load_controller
- /controller_manager/switch_controller
- /controller_manager/unload_controller
状态反馈
通过 /controller_manager/list_controllers 服务可查询当前运行的控制器列表及其状态。

扩展功能

实时性支持
与 rclcpp_lifecycle 结合，支持实时控制循环的优先级配置。
ROS 2 Control 集成
在 ros2_control 框架中，controller_manager 是核心节点，负责将控制器与 RobotHardware 连接。
参数动态重配置
支持通过 rclcpp::Parameter 在运行时调整控制器参数。