欠驅動雙足機器人時變步態(tài)規(guī)劃和控制.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、雙足機器人因其十分廣泛的應用,吸引到學者們的廣泛關注,并且已經(jīng)取得了豐富的成果。欠驅動機器人充分利用人類步行本身的特性,具有行走速度快、能效高和適應能力強的特點,是性能優(yōu)異的一類機器人。本文即是針對五連桿四驅動的欠驅動機器人的時變步態(tài)規(guī)劃和控制進行了研究,主要內容有:
  首先建立了五連桿四驅動雙足機器人動力學混雜模型。根據(jù)拉格朗日原理推導出五連桿四驅動雙足機器人的混雜模型,包含單腿支撐相的連續(xù)模型和雙腿支撐相的離散模型。

2、  接著進行了雙足機器人的時變步態(tài)規(guī)劃。傳統(tǒng)的步態(tài)規(guī)劃比較多的是時不變步態(tài)規(guī)劃,本文的步態(tài)規(guī)劃則是時變的,在步行控制完成之前即可得到步行軌跡。通過設計步態(tài)形式和推導,將規(guī)劃問題轉化成參數(shù)優(yōu)化問題,并通過改進的遺傳算法得到多樣化的參考步態(tài)。
  然后對時變步態(tài)控制的穩(wěn)定性進行了分析,并設計了控制策略。雙足機器人步行穩(wěn)定性一般是利用龐加萊映射分析動力學模型的零動態(tài)來分析,對可控變量作一定的線性變化,提高了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。設計了神經(jīng)網(wǎng)絡直

3、接逆控制的策略對機器人步行進行控制,以神經(jīng)網(wǎng)絡來模擬機器人對象的逆模型,并將神經(jīng)網(wǎng)絡與機器人對象串聯(lián)起來,仿真實現(xiàn)機器人對參考軌跡的跟蹤。
  最后介紹物理樣機和小型機器人。介紹了物理樣機的機械結構、硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)。對小型機器人套裝進行了介紹,并設計開發(fā)了針對小型機器人的實時控制軟件。
  本文的主要創(chuàng)新點有:第一,對參考步態(tài)進行時變的設計,并通過優(yōu)化的方法得到多樣化的時變步態(tài);第二,通過對可控變量的線性變換,極大的提高

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