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綜合工程與系統排錯

更新於 2023-12-30約 4 分鐘閱讀

本文由簡體中文內容確定性轉換，並受版本化術語表保護。

整理最終檔案與執行入口，按從配置到裝置反饋的順序排查問題。

1.最終工程結構

~/ros2_control_jazzy_ws/
├── src/
│   ├── jazzy_control_hardware/
│   │   ├── package.xml
│   │   ├── CMakeLists.txt
│   │   ├── hardware_plugins.xml
│   │   ├── include/jazzy_control_hardware/two_joint_system.hpp
│   │   ├── src/two_joint_system.cpp
│   │   ├── src/serial_system.cpp
│   │   ├── config/controllers.yaml
│   │   ├── config/diff_controllers.yaml
│   │   ├── launch/two_joint.launch.py
│   │   ├── launch/sim.launch.py
│   │   └── urdf/
│   │       ├── two_joint.urdf
│   │       ├── two_joint_gz.urdf.xacro
│   │       ├── diff_gz.urdf.xacro
│   │       └── two_joint_serial.urdf
│   └── jazzy_position_controller/
│       ├── package.xml
│       ├── CMakeLists.txt
│       ├── controller_plugins.xml
│       └── src/position_hold.cpp
├── tools/virtual_mcu.py
├── build/
├── install/
└── log/

目錄隨著章節逐步建立。完成虛擬序列埠與模擬下位機後，硬體包使用包含序列埠外掛的最終構建和註冊檔案。

2.示例 1：檢查安裝空間

source /opt/ros/jazzy/setup.bash
cd ~/ros2_control_jazzy_ws
colcon build --symlink-install --packages-select jazzy_control_hardware jazzy_position_controller
source install/setup.bash
ros2 pkg prefix jazzy_control_hardware
ros2 pkg prefix jazzy_position_controller

路徑應來自當前學習工作區。原始碼存在不代表正在執行的庫就是這份程式碼，尤其要檢查其它工作區是否覆蓋了包。

3.執行方式

後端	入口	前提
自編模擬硬體	two_joint.launch.py 預設模型	從零編寫模擬硬體外掛
Harmonic 機械臂	sim.launch.py 預設模型	Harmonic機械臂物理模擬
Harmonic 底盤	sim.launch.py 指定模型、配置和控制器	Harmonic差速底盤模擬
虛擬序列埠	two_joint.launch.py 指定序列埠模型	socat 和模擬下位機先執行
實物	裝置專用模型與外掛	單執行器實物適配

一次只執行一個後端。不要在模擬外掛已經建立管理器後，再啟動同名獨立管理器。

4.示例 2：逐層收集證據

ros2 node list
ros2 control list_hardware_components
ros2 control list_hardware_interfaces
ros2 control list_controllers
ros2 topic info /joint_states -v
ros2 topic echo /joint_states --once

節點存在、元件 active、介面 claimed、反饋變化分別證明不同層次。實際機器人還需要核對真實運動與停止結果。

5.排錯表

現象	首先檢查
包找不到	構建、安裝路徑和 source 順序
C++ 型別不存在	子包版本和實際標頭檔案路徑
共享庫符號找不到	庫與依賴是否來自一致版本環境
外掛載入失敗	匯出宏、XML、CMake 註冊、庫依賴
spawner 一直等待	模型解析和管理器啟動日誌
控制器配置失敗	--param-file、引數層級、介面組合
啟用資源衝突	claimed 介面與當前 active 控制器
底盤不接收目標	TwistStamped、Topic、時間戳和 /clock
RViz 不動	JointState、TF、Fixed Frame、QoS
模擬模型生成失敗	質量慣量、外掛路徑和轉換日誌
輪子轉但車不走	碰撞、接觸、摩擦和軸向
序列埠反饋過期	資料幀、通訊執行緒與裝置狀態

6.儲存自己的驗收記錄

記錄模型、原始碼版本、引數、完整目標、元件與控制器狀態、反饋和停止結果。使用自己的實驗結果，不把示例輸出當作固定時間的精確標準。

完成本套教程後，應能獨立建立硬體外掛與控制器，解釋從 Topic 到裝置再回到反饋的完整鏈路，並沿原始碼定位引數、介面、生命週期和通訊問題。

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