Mujoco xml actuator

在MuJoCo中，actuator（执行器） 是用于定义外部力或力矩的机制，这些力或力矩可以作用于关节、肌腱或身体。执行器可以模拟各种类型的驱动器，如电机、液压缸、肌肉等。它们通过定义传输（transmission）和力生成机制（force generation）来实现对模型的控制。

Actuator 元素可以包含以下子元素：

• general：通用执行器，提供对所有执行器组件的完全访问。
• motor：直接驱动执行器。
• position：位置伺服。
• velocity：速度伺服。
• intvelocity：积分速度伺服。
• damper：主动阻尼器。
• cylinder：气缸或液压缸。
• muscle：肌肉执行器。
• adhesion：主动粘附执行器。
• plugin：与引擎插件关联的执行器。

所有执行器类型共享以下属性：

• name：执行器名称。
• class：默认类。
• group：执行器组。
• ctrllimited：是否限制控制输入。
• forcelimited：是否限制力输出。
• actlimited：是否限制激活状态。
• ctrlrange：控制输入范围。
• forcerange：力输出范围。
• actrange：激活状态范围。
• gear：齿轮比。
• cranklength：曲柄长度（仅用于滑块-曲柄传输）。
• joint：作用的关节。
• tendon：作用的肌腱。
• site：作用的位点。
• refsite：参考位点。
• body：作用的身体。
• user：用户参数。

general（通用执行器）

通用执行器允许独立设置所有执行器组件，包括传输类型、激活动态、增益类型等。是一个非常灵活的执行器类型，允许用户自定义执行器的动态特性、增益和偏置。通过设置不同的属性和模块，可以实现各种类型的执行器，如直接驱动、位置伺服、速度伺服等。
属性：

• name: 可选，执行器的名称。
• class: 可选，活动默认类。
• group: 整数，执行器所属的组。
• ctrllimited: 控制输入是否被限制。
• forcelimited: 力输出是否被限制。
• actlimited: 激活状态是否被限制。
• ctrlrange: 控制输入的限制范围。(一般会用)
• forcerange: 力输出的限制范围。(一般会用)
• actrange: 激活状态的限制范围。
• lengthrange: 执行器长度的限制范围。
• gear: 齿轮比，用于缩放执行器的长度、力矩等。
• cranklength: 连杆长度，仅用于滑块连杆传动类型。
• joint: 执行器作用的关节。
• jointinparent: 执行器作用的父关节。
• site: 执行器作用的位点。(一般会用)
• body: 执行器作用的刚体。
• tendon: 执行器作用的肌腱。(一般会用)
• cranksite: 执行器作用的连杆位点。
• slidersite: 执行器作用的滑块位点。
• dyntype: 激活动态类型。(一般会用)
• gaintype: 增益类型。(一般会用)
• biastype: 偏置类型。(一般会用)
• dynprm: 激活动态参数。(一般会用)
• gainprm: 增益参数。
• biasprm: 偏置参数。
• actdim: 激活状态的维度。
• actearly: 是否使用下一个激活值。

<actuator>
  <general name="my_general" joint="my_joint" gear="1 0 0 0 0 0" 
           dyntype="integrator" gaintype="fixed" biastype="none"/>
actuator>

gainprm（增益参数）
作用 ：控制执行器的输出力与输入信号的线性关系。
格式 ：gainprm=“k0 k1 k2”，其中：
k0: 基础增益。
k1: 输入信号的线性增益（如关节角度偏差）。
k2: 输入信号的平方增益（用于非线性控制）。

biasprm（偏置参数）
作用 ：定义执行器的静态偏置力（如模拟重力或摩擦力）。
格式 ：biasprm=“b0 b1 b2”，其中：
b0: 基础偏置。
b1: 关节角度的偏置系数。
b2: 关节角速度的偏置系数。

activerange（激活范围）
作用 ：限制执行器的输出力范围。
格式 ：activerange=“min max”。比如activerange=“-100 100”

biastype（偏置类型）
作用 ：定义偏置力的计算方式。 biastype=“quadratic”
可选值 ：
none: 不计算偏置。
affine: 使用 biasprm 的线性组合。
quadratic: 包含二次项。

# 获取指定执行器的增益参数
# "actuator1"是xml中actuator的name
actuator_id = model.actuator_name2id("actuator1")
gainprm = model.actuator_gainprm[actuator_id]
print("Gain Parameters:", gainprm)  # 输出: [100.0, 0.0, 0.0]

# 修改激活范围（需重新编译模型）
model.actuator_activerangemin[actuator_id] = -200
model.actuator_activerangemax[actuator_id] = 200

ctrllimited（控制限幅）
作用 ：启用/禁用控制信号的限幅。
值 ：ctrllimited=“true”（启用）或 “false”（禁用）。

motor（电机执行器）

电机执行器是直接驱动的执行器，适用于关节直接控制。

<actuator>
  <motor name="my_motor" joint="my_joint" gear="1"/>
actuator>

position（位置伺服）

位置伺服执行器用于位置控制，可以添加位置反馈增益和阻尼。

<actuator>
  <position name="my_position" joint="my_joint" kp="100" kv="10"/>
actuator>

velocity（速度伺服）

速度伺服执行器用于速度控制，适用于需要速度反馈的场景。

<actuator>
  <velocity name="my_velocity" joint="my_joint" kv="50"/>
actuator>

intvelocity（积分速度伺服）

积分速度伺服执行器结合了位置和速度控制，适用于需要积分位置误差的场景。

<actuator>
  <intvelocity name="my_intvelocity" joint="my_joint" kp="100" kv="10"/>
actuator>

damper（主动阻尼器）

主动阻尼器执行器用于模拟阻尼效果，适用于需要主动阻尼的场景。

<actuator>
  <damper name="my_damper" joint="my_joint" kv="50"/>
actuator>

cylinder（气缸或液压缸）

气缸执行器适用于模拟气缸或液压缸的行为。

<actuator>
  <cylinder name="my_cylinder" joint="my_joint" gear="1" area="0.01"/>
actuator>

muscle（肌肉执行器）

肌肉执行器用于模拟肌肉的动态行为，适用于生物力学模拟。

<actuator>
  <muscle name="my_muscle" joint="my_joint" gear="1" 
          timeconst="0.01 0.04" range="0.75 1.05"/>
actuator>

adhesion（主动粘附执行器）

主动粘附执行器用于模拟粘附力，适用于需要粘附效果的场景。

<actuator>
  <adhesion name="my_adhesion" body="my_body" gain="10"/>
actuator>

plugin（插件执行器）

插件执行器允许通过插件扩展MuJoCo的功能。

<actuator>
  <plugin name="my_plugin" plugin="my_plugin_name"/>
actuator>