液壓四足機(jī)器人作為冗余傳動(dòng)的代表,運(yùn)動(dòng)支鏈間的多自由度運(yùn)動(dòng)耦合給機(jī)器人多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)帶來(lái)極大挑戰(zhàn)。在機(jī)器人行進(jìn)時(shí)伴隨著落足時(shí)刻的地面沖擊,使得機(jī)器人在進(jìn)行力和位置切換時(shí)存在一定的抖動(dòng)。因此,如何實(shí)現(xiàn)液壓四足機(jī)器人腿部各關(guān)節(jié)間的解耦,以及力和位置的平順切換是目前亟需解決的問(wèn)題之一。本文以液壓四足機(jī)器人的單腿為研究對(duì)象,對(duì)機(jī)器人單腿進(jìn)行關(guān)節(jié)解耦控制和力/位切換控制研究�；趯�(duì)液壓四足機(jī)器人的腿部結(jié)構(gòu)和液壓伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的分析,采用拉格朗日方法建立機(jī)器人單腿機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)模型�？紤]到液壓系統(tǒng)對(duì)機(jī)器人性能的影響,建立機(jī)器人腿部液壓伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的模型,從而獲得液壓四足機(jī)器人單腿的整體模型,為機(jī)器人的解耦控制提供依據(jù)。針對(duì)液壓四足機(jī)器人腿部各關(guān)節(jié)間存在的耦合問(wèn)題,根據(jù)機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)方程,推導(dǎo)出液壓四足機(jī)器人大腿和小腿兩個(gè)關(guān)節(jié)的耦合動(dòng)力學(xué)關(guān)系,分析大腿和小腿加速度對(duì)關(guān)節(jié)耦合作用的影響。根據(jù)多變量解耦理論,設(shè)計(jì)PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦控制器和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考解耦控制器,并基于預(yù)測(cè)控制理論,提出基于預(yù)測(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考解耦控制方法,利用李雅普諾夫穩(wěn)定性定理分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。進(jìn)行仿真和樣機(jī)實(shí)驗(yàn)研究,將基于...

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【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
        1.1.1 課題研究的背景
        1.1.2 課題研究的意義
    1.2 液壓四足機(jī)器人的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 液壓四足機(jī)器人國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 液壓四足機(jī)器人國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 解耦控制的研究現(xiàn)狀
        1.3.1 解耦控制國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 解耦控制國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 力/位切換控制的研究現(xiàn)狀
        1.4.1 力/位切換控制國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 力/位切換控制國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.5 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 液壓四足機(jī)器人腿部系統(tǒng)建模
    2.1 引言
    2.2 液壓四足機(jī)器人結(jié)構(gòu)分析
        2.2.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)分析
        2.2.2 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)分析
    2.3 液壓四足機(jī)器人腿部數(shù)學(xué)模型建立
        2.3.1 腿部動(dòng)力學(xué)模型建立
        2.3.2 液壓伺服驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模型建立
        2.3.3 腿部系統(tǒng)整體模型建立
        2.3.4 腿部系統(tǒng)狀態(tài)方程
    2.4 本章小結(jié)
第3章 液壓四足機(jī)器人單腿關(guān)節(jié)解耦控制
    3.1 引言
    3.2 關(guān)節(jié)耦合影響分析
        3.2.1 關(guān)節(jié)間的耦合關(guān)系
        3.2.2 關(guān)節(jié)間的耦合度計(jì)算
        3.2.3 耦合影響分析
    3.3 解耦控制方案設(shè)計(jì)
    3.4 單腿關(guān)節(jié)PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦控制器設(shè)計(jì)
        3.4.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制
        3.4.2 PID神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)解耦控制器設(shè)計(jì)
    3.5 單腿關(guān)節(jié)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考解耦控制器設(shè)計(jì)
        3.5.1 模型參考自適應(yīng)控制
        3.5.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考解耦控制器設(shè)計(jì)
    3.6 單腿關(guān)節(jié)基于預(yù)測(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考解耦控制器設(shè)計(jì)
        3.6.1 預(yù)測(cè)控制
        3.6.2 基于預(yù)測(cè)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型參考解耦控制器設(shè)計(jì)
    3.7 仿真分析
        3.7.1 髖關(guān)節(jié)對(duì)膝關(guān)節(jié)的耦合影響仿真
        3.7.2 膝關(guān)節(jié)對(duì)髖關(guān)節(jié)的耦合影響仿真
        3.7.3 仿真結(jié)果分析
    3.8 本章小結(jié)
第4章 液壓四足機(jī)器人單腿關(guān)節(jié)力/位切換控制
    4.1 引言
    4.2 位置模型和力模型辨識(shí)
        4.2.1 辨識(shí)輸入激勵(lì)信號(hào)設(shè)計(jì)
        4.2.2 選擇辨識(shí)模型
        4.2.3 模型辨識(shí)過(guò)程
        4.2.4 辨識(shí)模型驗(yàn)證
    4.3 關(guān)節(jié)位置控制策略
        4.3.1 速度PID控制器設(shè)計(jì)
        4.3.2 速度規(guī)劃算法設(shè)計(jì)
        4.3.3 仿真分析
    4.4 關(guān)節(jié)力控制策略
        4.4.1 力控制器的整體設(shè)計(jì)
        4.4.2 自抗擾控制器設(shè)計(jì)
        4.4.3 負(fù)載力補(bǔ)償控制器設(shè)計(jì)
        4.4.4 仿真分析
    4.5 關(guān)節(jié)力/位切換控制策略
        4.5.1 模糊控制
        4.5.2 多模型控制
        4.5.3 模糊多模型切換控制器設(shè)計(jì)
        4.5.4 仿真分析
    4.6 本章小結(jié)
第5章 液壓四足機(jī)器人單腿系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究
    5.1 引言
    5.2 液壓四足機(jī)器人單腿實(shí)驗(yàn)平臺(tái)結(jié)構(gòu)
        5.2.1 機(jī)器人單腿機(jī)械結(jié)構(gòu)
        5.2.2 機(jī)器人的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)
        5.2.3 機(jī)器人的控制系統(tǒng)
    5.3 液壓四足機(jī)器人單腿關(guān)節(jié)解耦控制實(shí)驗(yàn)
        5.3.1 髖關(guān)節(jié)對(duì)膝關(guān)節(jié)的耦合影響實(shí)驗(yàn)
        5.3.2 膝關(guān)節(jié)對(duì)髖關(guān)節(jié)的耦合影響實(shí)驗(yàn)
        5.3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析
    5.4 液壓四足機(jī)器人單腿關(guān)節(jié)力/位切換控制實(shí)驗(yàn)
        5.4.1 關(guān)節(jié)位置控制實(shí)驗(yàn)
        5.4.2 關(guān)節(jié)力控制實(shí)驗(yàn)
        5.4.3 關(guān)節(jié)力/位切換控制實(shí)驗(yàn)
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
致謝



本文編號(hào)：3770015