Dynamika bada siły i ich wpływ na ruch. W robotyce odpowiada na pytanie: jaki moment obrotowy jest potrzebny każdemu stawowi, aby uzyskać pożądane przyspieszenie? Kinematyka opisuje, dokąd robot zmierza. Dynamika opisuje, co jest potrzebne, aby tam dotrzeć.

Równania ruchu robota są złożone. Obejmują one bezwładność, siły Coriolisa, siły odśrodkowe, grawitację i tarcie. Ramię robota poruszające się szybko podlega innym siłom niż ramię poruszające się wolno. Robot humanoidalny musi uwzględnić pęd każdej kończyny. Rozwiązywanie tych równań w czasie rzeczywistym stanowi wyzwanie obliczeniowe.

Dlaczego dynamika ma znaczenie

• Dokładna kontrola momentu obrotowego wymaga modelu dynamiki.
• Szybkie ruchy wymagają kompensacji sprzężenia zwrotnego.
• Lekkie roboty redukują siły bezwładności.
• Kompensacja grawitacyjna sprawia, że ​​ramiona wydają się nieważkie.
• Symulacja opiera się na modelach dynamicznych w celu uzyskania realizmu.

Sterowanie oparte na modelu wykorzystuje równania dynamiki do obliczenia momentu obrotowego potrzebnego do wykonania żądanego ruchu. Ten element sprzężenia zwrotnego odpowiada za większość pracy. Sprzężenie zwrotne koryguje błędy modelowania i zakłócenia. Bez dynamiki robot może nadal poruszać się powoli, korzystając z kontroli położenia. Zwiększenie prędkości spowoduje opóźnienie, oscylację lub przeregulowanie. Dynamika to fizyka ruchu, a jej ignorowanie ogranicza możliwości robota. Najlepsi projektanci robotów myślą o dynamice od pierwszego szkicu, a nie na marginesie.