【摘要】：針對雙足機器人欠驅(qū)動步行穩(wěn)定控制問題,提出一種基于機器人質(zhì)心(Co M)運動狀態(tài)的前饋控制策略.首先,根據(jù)步行速度與步行穩(wěn)定性的關(guān)系,提出一種基于步行速度的欠驅(qū)動步行穩(wěn)定性直觀表述并給予數(shù)學(xué)定義:如果機器人步行速度能夠始終收斂于一個已被證明可維持步行的速度,則機器人步行處于穩(wěn)定狀態(tài);然后,基于該直觀表述的數(shù)學(xué)定義和人類變速步行時的步態(tài)特征,提出一種基于質(zhì)心運動狀態(tài)的前饋控制策略,控制策略以機器人質(zhì)心水平速度作為系統(tǒng)輸出,通過控制質(zhì)心在單個步行周期內(nèi)的位移,實現(xiàn)對質(zhì)心水平運動速度的控制,進而實現(xiàn)穩(wěn)定步行;最后,在混凝土和木板地面上,成功實現(xiàn)了平均步行速度0.178 m/s、步幅為腿長0.31倍的欠驅(qū)動步行.試驗結(jié)果表明:所提出的控制策略能夠通過控制質(zhì)心對理想速度的跟蹤,實現(xiàn)欠驅(qū)動穩(wěn)定步行.
[Abstract]:A feedforward control strategy based on (Co M) motion state of robot mass center is proposed to solve the problem of underactuated walking stability control of biped robot. First, according to the relationship between walking speed and walking stability, This paper presents an intuitive description of underactuated walking stability based on walking speed and gives a mathematical definition: if the walking speed of a robot can always converge to a speed that has been proved to be able to maintain walking, the robot walking is in a stable state; Then, based on the mathematical definition of the intuitionistic expression and the gait characteristics of human walking at variable speeds, a feedforward control strategy based on the motion state of the centroid is proposed. The control strategy takes the horizontal velocity of the robot centroid as the output of the system. By controlling the displacement of the centroid in a single walking cycle, the horizontal motion velocity of the centroid is controlled, and then the stable walking is realized. Finally, the average walking speed of 0.178 m / s is achieved on the concrete and plank floor, and the underactuated walking with a stride of 0.31 times the length of the leg is achieved. The experimental results show that the proposed control strategy can realize the underactuated stable walking by controlling the centroid tracking the ideal velocity.
【作者單位】： 武漢大學(xué)動力與機械學(xué)院;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51675385)
【分類號】：TP242

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本文編號：2344664