本文關(guān)鍵詞：被動(dòng)踝關(guān)節(jié)仿人機(jī)器人站立平衡控制研究　出處：《浙江大學(xué)》2016年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：仿人機(jī)器人在實(shí)際環(huán)境中工作時(shí),平衡穩(wěn)定性是最基本的功能之一。如果機(jī)器人在遇到外界擾動(dòng)無(wú)法恢復(fù)自身的平衡時(shí),機(jī)器人將無(wú)法正常工作甚至摔倒。仿人機(jī)器人的抗擾動(dòng)平衡控制研究很多,如站立平衡控制問(wèn)題和跨步平衡控制問(wèn)題等。但是當(dāng)機(jī)器人在工作過(guò)程中某些部位的電機(jī)失效時(shí),特別是在突發(fā)情況下,機(jī)器人如何實(shí)現(xiàn)抗擾動(dòng)平衡控制將是一個(gè)重要的安全問(wèn)題。本文基于實(shí)驗(yàn)室仿人機(jī)器人平臺(tái)KONG系列,研究當(dāng)機(jī)器人的踝關(guān)節(jié)發(fā)生故障而不能工作時(shí),機(jī)器人如何通過(guò)髖關(guān)節(jié)和手臂的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)抵抗外界擾動(dòng)恢復(fù)平衡。主要研究?jī)?nèi)容包括以下幾個(gè)部分：1.利用多連桿模型對(duì)仿人機(jī)器人進(jìn)行建模,由于多連桿模型考慮了機(jī)器人質(zhì)量分布于全身,可以更加精確的描述機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性。通過(guò)最小二乘法辨識(shí)了機(jī)器人一些未知的結(jié)構(gòu)參數(shù),可以得到更加準(zhǔn)確地控制律,使系統(tǒng)具有更好的魯棒性。2.利用拉格朗日力學(xué)方程建模,使用LQR和模糊控制方法實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人抗擾動(dòng)平衡恢復(fù)。本文對(duì)拉格朗日力學(xué)方程進(jìn)行變形,將力矩輸入變量轉(zhuǎn)換成加速度輸入變量,這樣就可以建立能對(duì)位置機(jī)器人進(jìn)行控制的狀態(tài)方程。本文還分別使用了線性控制方法和非線性控制方法對(duì)機(jī)器人進(jìn)行了抗擾動(dòng)平衡恢復(fù)控制,并分別在兩連桿和三連桿實(shí)物機(jī)器人上面進(jìn)行了驗(yàn)證。3.設(shè)計(jì)了被動(dòng)踝關(guān)節(jié)變阻尼控制器。本文通過(guò)積分控制設(shè)計(jì)了變阻尼被動(dòng)踝關(guān)節(jié)控制器,該控制器不僅能模擬踝關(guān)節(jié)無(wú)法工作時(shí)的被動(dòng)帶阻尼特性,而且能夠通過(guò)調(diào)節(jié)控制參數(shù),模擬出不同的踝關(guān)節(jié)阻尼系數(shù)。通過(guò)在不同踝關(guān)節(jié)阻尼系數(shù)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn),我們可以得知不同機(jī)械結(jié)構(gòu)的被動(dòng)踝關(guān)節(jié)仿人機(jī)器人抗擾動(dòng)平衡恢復(fù)特性。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

1 賈丁;仿人機(jī)器人概述[J];機(jī)器人技術(shù)與應(yīng)用;2002年05期

2 謝濤,徐建峰,張永學(xué),強(qiáng)文義;仿人機(jī)器人的研究歷史、現(xiàn)狀及展望[J];機(jī)器人;2002年04期

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本文編號(hào)：1314887