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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：

1. 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。

2. 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。

3. 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。

4. 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。

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典型工作流程示例

1. 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'}"

2. 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}"

3. 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

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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。

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扩展功能

1. 实时性支持
   与 rclcpp_lifecycle 结合，支持实时控制循环的优先级配置。

2. 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。

3. 参数动态重配置
   支持通过 rclcpp::Parameter 在运行时调整控制器参数。

JointTrajectoryController 参数详解

JointTrajectoryController 是 ROS2 中用于控制关节轨迹的核心控制器，常用于机械臂等多关节系统的运动控制。以下是其配置参数的详细说明：

基本参数

joints:- joint1- joint2

• joints：必需参数，指定控制器管理的关节名称列表。每个名称必须与 URDF 中定义的关节一致。

interface_name: position

• interface_name：指定控制接口类型，可选值包括：
  • position：位置控制（默认）
  • velocity：速度控制
  • effort：力/力矩控制

轨迹参数

state_publish_rate: 50.0

• state_publish_rate：控制器状态发布频率（Hz），默认 50Hz。

action_monitor_rate: