如何在仿真中"dampen" MultibodyPlant 的兼容接触模型？

How to "dampen" MultibodyPlant's compliant contact model in a simulation?

目前，我正在修改一个简单的杂乱生成 Python 脚本。

我在哪里可以找到关于如何在我希望正向模拟的工厂中最好地 "minimize" 能量的信息，可能是通过 "damping" MultibodyPlant 的接触模型的参数？

我的愿望是能够向前模拟落入水槽（或垃圾箱）的杂物，并有效地抑制动能（即没有弹跳），希望不会使整合太僵硬。现在，如果这是 "non-physical" hack，我没问题。

我看过以下 Doxygen 部分：

我看到了改变静摩擦力公差的选项（在我看来，我想要更少的滑动，但是减少它会导致更多的断言失败？），以及时间步长（准确性/刚度，在权衡计算时间）。我还没有遇到可以调整的阻尼项。

我想到的一个选择是只使用 AdvanceTo(t + dt)，在步骤之间，对 "remove" 能量做一些简单的试探（例如，看看是否有方向变化，然后剥离输出速度（如果有的话）。我的猜测是，如果系统仍然僵硬，这不会真正帮助计算时间。

实际上，这个脚本只是移植了 Naveen 之前的库（在阁楼上，使用 RigidBodyTree）的一种形式，以使用 MultibodyPlant:

我的目标是进行快速计算（通过挂钟时间）以生成在一定程度上 "settled" 的新颖杂乱场景。

我有一个简单的玩具示例（我可以生成物体并将其放入厨房水槽），但我发现为了生成初始条件不会导致非物理行为/数值不稳定的对象（例如相互穿透的物体），我向系统中注入了太多 "energy"（我在 xy 平面的一个盒子里生成它们，但我 space 它们沿着 z s.t 离开。初始配置没有穿透力）。

我正在尝试用不同的方法来 "minimize" 这种能量并使物体以尽可能少的计算时间稳定下来。

我简单尝试过的一些事情：

只需在非穿透性初始条件下进行正向模拟。这很好，但是（可能是由于兼容接触模型中的设置）它可能需要一段时间才能稳定下来，and/or 能量太大以至于物体会从水槽中反弹出来。在 "take a while" 部分，
使用即将发布的安祖版Collision Remover，以所有物体的"zero-height"为起点，以原始生成高度为"collision free" 状态。这可行，但对于大量对象（> 5）来说计算量很大，而且总体上比仅使用前向模拟来解决对象要慢得多。
尝试结合 MinimumDistanceConstraint 编写一个简单的高度最小化 MathematicalProgram。这很慢而且相当脆弱，尽管它可能需要更多的调整。 Example code here.

免责声明：我是 TRI Anzu / Drake 开发人员，但对 Drake 物理模拟设置中更复杂的部分一无所知：P

我一直认为"right"解决这个问题的方法是写一个小的数学程序来解决问题的不动点（静态平衡：v=v̇=0）。对于机械手方程，当 v=0 时，一堆项消失了。全局解决这个问题是丑陋的和非凸的，但一旦你知道哪些力应该是非零的（也许通过模拟一点），那么它应该很快，我想。

谢谢大家的回答！

目前，我走的是（更悲伤的）hack 路线，这是更简单的启发式方法：

在这种情况下，高度启发式运行大约需要 5 毫秒（即使在 Python 中），而 MathematicalProgram 变体（至少我写的穷人版本）往往需要 >500 毫秒.

很想回来重温一下！