本文關(guān)鍵詞：被動踝關(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　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：仿人機(jī)器人在實際環(huán)境中工作時,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無法恢復(fù)自身的平衡時,機(jī)器人將無法正常工作甚至摔倒。仿人機(jī)器人的抗擾動平衡控制研究很多,如站立平衡控制問題和跨步平衡控制問題等。但是當(dāng)機(jī)器人在工作過程中某些部位的電機(jī)失效時,特別是在突發(fā)情況下,機(jī)器人如何實現(xiàn)抗擾動平衡控制將是一個重要的安全問題。本文基于實驗室仿人機(jī)器人平臺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,機(jī)器人如何通過髖關(guān)節(jié)和手臂的協(xié)調(diào)運(yùn)動抵抗外界擾動恢復(fù)平衡。主要研究內(nèi)容包括以下幾個部分：1.利用多連桿模型對仿人機(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)器人的動力學(xué)特性。通過最小二乘法辨識了機(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和模糊控制方法實現(xiàn)了機(jī)器人抗擾動平衡恢復(fù)。本文對拉格朗日力學(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機(jī)器人進(jìn)行了抗擾動平衡恢復(fù)控制,并分別在兩連桿和三連桿實物機(jī)器人上面進(jìn)行了驗證。3.設(shè)計了被動踝關(guān)節(jié)變阻尼控制器。本文通過積分控制設(shè)計了變阻尼被動踝關(guān)節(jié)控制器,該控制器不僅能模擬踝關(guān)節(jié)無法工作時的被動帶阻尼特性,而且能夠通過調(diào)節(jié)控制參數(shù),模擬出不同的踝關(guān)節(jié)阻尼系數(shù)。通過在不同踝關(guān)節(jié)阻尼系數(shù)下進(jìn)行實驗,我們可以得知不同機(jī)械結(jié)構(gòu)的被動踝關(guān)節(jié)仿人機(jī)器人抗擾動平衡恢復(fù)特性。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP242

【參考文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 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：1314887