它主要定义了关节驱动器在底层物理引擎中是如何施加作用力的。
我们可以从Python 语法和物理仿真含义两个层面来解读。

  1. Python 语法层面
    drive_type: dict[str, Literal[“acceleration”, “force”]] | Literal[“acceleration”, “force”] = “force”

变量名: drive_type。
类型注解 (Type Hinting):
| (竖线): 代表 或者 (Union)。这意味着这个变量可以接受两种类型的数据。
类型一: Literal[“acceleration”, “force”]。这表示变量可以是一个字符串,但必须严格是 “acceleration” 或 “force” 其中之一。如果设为这个值,它将应用于所有关节。
类型二: dict[str, Literal[“acceleration”, “force”]]。这表示变量可以是一个字典。
键 (key) 是字符串(通常是关节名称的正则表达式)。
值 (value) 是 “acceleration” 或 “force”。
这种方式允许你为机器人的不同关节设置不同的驱动模式(例如:腿部用 force,头部用 acceleration)。

默认值: = “force”。如果不特别指定,默认使用力(力矩)模式。

  1. 物理仿真含义 (核心概念)
    这个参数决定了 PhysX 物理引擎如何处理控制器的输出信号。

A. “force” (力/力矩模式) - 默认推荐

含义: 驱动器直接向关节施加物理力(Force)或力矩(Torque)。
物理公式: 遵循牛顿第二定律 $ F = m \cdot a $ 或转动定律 $ τ=I \cdot \alpha$。
特点:
真实性高: 这是现实世界中电机的行为方式(电流产生磁场,磁场产生力矩)。
受惯性影响: 如果机器人的手臂抓起一个重物(惯性 III 变大),同样的控制力矩 $\tau$ 产生的加速度 $\alpha$ 会变小,这意味着控制效果会随负载变化。
用途: 适用于 Sim-to-Real (仿真到真机迁移),因为真机通常就是力矩控制。

B. “acceleration” (加速度模式)

含义: 驱动器在施加力之前,会自动“归一化”惯性。也就是说,它直接控制关节的加速度,而忽略关节后连接物体的质量或惯性。
物理原理: 物理引擎在内部计算时,会根据当前的惯性 III 自动调整施加的力。

假设控制器输出的期望加速度为 $ a_{\text{cmd}} $。
引擎实际施加的力矩为 $ \tau_{\text{actual}} = a_{\text{cmd}} \cdot I_{\text{current}} $,
其中 $ I_{\text{current}} $ 为当前关节的转动惯量。
因此,关节的实际角加速度近似等于期望加速度,即 $ \alpha \approx a_{\text{cmd}} $。

特点:
非物理/理想化: 现实中的电机无法直接输出“加速度”,这是一种仿真中的简化模型。
不受惯性影响: 无论机器人手臂是空载还是拿着重物,同样的控制指令都会产生相同的运动轨迹。
易于调参: 相当于一个“理想的阻尼振荡器”。PID 参数(刚度 KpK_pKp​ 和阻尼 KdK_dKd​)的效果不会因为机器人构型的改变(惯性矩阵的变化)而改变。
用途: 适用于调试算法逻辑、或者不需要高保真动力学的场景,因为它能提供非常稳定的控制表现。

总结

如果你在做 Sim-to-Real 或者需要高保真的动力学仿真,请保持默认值 “force”。
如果你发现 PID 参数很难调,或者机器人因为惯性变化(如手臂伸展/收缩)导致控制极其不稳定,且你不在乎物理真实性,可以尝试改为 “acceleration”。