接触、摩擦与求解:先分清三层#

接触模型规定能产生什么力与力矩;求解器决定怎样求出这些量;积分器决定状态怎样向前走。 换求解器,不能凭空补出模型没有允许的力矩方向。

两个手指为什么夹不稳球?#

想象两个理想点接触夹住球。每个点可以施加力,但自身不传递接触力矩。两个点的力不能产生绕两点连线的力矩;当重力对这条轴产生力矩时,单纯增加夹紧力未必能阻止转动。

像用一根理想轴穿过球:沿轴方向的转动没有被点力限制。这个类比只解释一个瞬时几何方向,不代表真实手指固定不动,也不意味着所有双点抓取必然失败。

分清改动属于哪一层#

  • 模型: 接触法向、摩擦方向、接触维数与软约束参数决定当前问题。condim 改变允许的接触分量;滑动、扭转和滚动不是同一个系数的三个别名。

  • 数值求解: MuJoCo 的 PGS、非线性 CG、Newton 在给定模型下求解约束问题。迭代预算、容差与 warmstart 影响近似解和成本。

  • 时间推进: 步长和积分器影响状态演化。更小的求解残差,不等于更小的轨迹误差,更不等于材料更真实。

读懂 condim,不把它当质量档位

condim=1 只有法向分量;3 增加两个切向滑动分量;4 再增加绕法向的扭转分量;6 再加入两个滚动分量。数值更大表示模型允许更多接触分量,并不表示任何任务都更准确。

扭转、滚动摩擦系数涉及长度尺度,不能直接拿无量纲滑动摩擦系数的数值套用。还要核对接触对的实际组合参数与原生读回,而不只看某一个 geom 的 XML。

自测:先查模型,还是先加迭代?#

点接触模型没有扭转力矩分量,物体绕接触连线转动。下一步最有判因价值的是?
查看解释

先查模型与力矩需求。若记录显示模型已经有足够的力矩能力,但实际解仍有大残差,再设计数值求解对照。不能从掉落结果直接跳到 solver 缺陷。

从现象走向证据#

记录接触点、法向与切向力、接触内禀力矩、物体速度,以及执行器饱和或其他支撑。按时间检查接触何时建立、何时承载、何时发生异常。只有把这一链串起来,才知道下一次应该改模型、控制还是求解。

本站已有 Wuji 点接触与扭转接触案例。最后一课会回到它的测量和边界。

继续读:软接触与摩擦锥 · 求解器与积分器 · 力观测 · 官方接触维数说明