雙足機(jī)器人具有人類的外觀特征并直接模仿人類的步行方式,因而可以適應(yīng)人類的生活和工作環(huán)境,能夠代替人類完成各種作業(yè),具有廣泛的應(yīng)用前景。為提高3-D雙足機(jī)器人動態(tài)步行的規(guī)劃效率,發(fā)展3-D雙足機(jī)器人動態(tài)步行的漸近穩(wěn)定控制與切換控制方法,實(shí)現(xiàn)不確定性擾動下3-D雙足機(jī)器人動態(tài)步行的魯棒控制,本文依托國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目“雙足機(jī)器人多源隨機(jī)不確定性建模與智能控制及其動力學(xué)仿真實(shí)驗(yàn)”（11372270）、“3-D雙足機(jī)器人步態(tài)切換與多目標(biāo)優(yōu)化以及隨機(jī)不確定性魯棒控制方法”（11772292）以及重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目“仿人機(jī)器人剛-柔-軟多體耦合動力學(xué)建模與全身協(xié)調(diào)控制方法”（91748126）,開展了 3-D雙足機(jī)器人的動態(tài)步行及其控制方法研究。論文的主要研究工作以及章節(jié)安排包括:第一章介紹了雙足機(jī)器人的研究背景與意義,綜述了雙足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃方法、步態(tài)控制方法、切換控制方法以及魯棒控制的研究現(xiàn)狀,分析了現(xiàn)有研究尚待解決的問題,進(jìn)而提出了本文的研究內(nèi)容。第二章介紹了 3-D雙足機(jī)器人動態(tài)步行研究中需要用到的一些基礎(chǔ)理論和方法,主要包括動力學(xué)建模方法、虛約束方法、周期步態(tài)規(guī)劃方法、混雜零動態(tài)... 

【文章來源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：141 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
致謝
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 3-D雙足機(jī)器人步態(tài)規(guī)劃與控制的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 步態(tài)規(guī)劃的研究現(xiàn)狀
        1.2.2 步態(tài)控制的研究現(xiàn)狀
        1.2.3 步態(tài)切換的研究現(xiàn)狀
    1.3 3-D雙足機(jī)器人魯棒控制的研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 3-D雙足機(jī)器人動態(tài)步行研究的基礎(chǔ)理論與方法
    2.1 引言
    2.2 基于拉格朗日法的動力學(xué)建模
        2.2.1 機(jī)器人連桿模型與步行假設(shè)
        2.2.2 坐標(biāo)系統(tǒng)的建立
        2.2.3 混雜動力學(xué)模型
    2.3 動態(tài)步行的虛約束與零動態(tài)
    2.4 基于虛約束方法的周期步態(tài)規(guī)劃
    2.5 基于龐卡萊映射的步態(tài)穩(wěn)定性分析
    2.6 基于事件的反饋控制
    2.7 本章小結(jié)
第3章 基于步態(tài)修正的3-D雙足機(jī)器人動態(tài)步行規(guī)劃研究
    3.1 引言
    3.2 基于虛約束方法的初始步態(tài)規(guī)劃
    3.3 基于牛頓-拉夫遜迭代算法的步態(tài)修正
        3.3.1 步態(tài)的修正原理
        3.3.2 步態(tài)的修正步驟
    3.4 仿真驗(yàn)證
    3.5 本章小結(jié)
第4章 非對稱3-D雙足機(jī)器人動態(tài)步行的漸近穩(wěn)定控制研究
    4.1 引言
    4.2 非對稱情形下的動力學(xué)模型
    4.3 基于啟發(fā)式變量的運(yùn)動控制器設(shè)計(jì)
    4.4 非對稱情形下基于事件的反饋控制器設(shè)計(jì)
        4.4.1 控制器構(gòu)建與設(shè)計(jì)目標(biāo)
        4.4.2 控制器參數(shù)設(shè)計(jì)
    4.5 仿真驗(yàn)證
    4.6 本章小結(jié)
第5章 3-D雙足機(jī)器人動態(tài)步行的切換控制研究
    5.1 引言
    5.2 機(jī)器人的參考步態(tài)規(guī)劃
    5.3 基于分層控制的切換控制方法
        5.3.1 基于事件的自適應(yīng)反饋控制器設(shè)計(jì)
        5.3.2 基于參數(shù)優(yōu)化的切換控制器設(shè)計(jì)
    5.4 仿真驗(yàn)證
        5.4.1 基于事件的自適應(yīng)反饋控制器的有效性驗(yàn)證
        5.4.2 步速切換仿真
        5.4.3 步長切換仿真
    5.5 本章小結(jié)
第6章 不確定性擾動下3-D雙足機(jī)器人動態(tài)步行的魯棒控制研究
    6.1 引言
    6.2 不確定性擾動下機(jī)器人的動力學(xué)模型
    6.3 基于特定龐卡萊映射的穩(wěn)定性分析方法
    6.4 針對不確定性擾動的自適應(yīng)滑�？刂破髟O(shè)計(jì)
    6.5 非平整路面下機(jī)器人動態(tài)步行的魯棒控制
    6.6 仿真驗(yàn)證
        6.6.1 滑�？刂破鞯倪m應(yīng)性驗(yàn)證
        6.6.2 滑�？刂破鞯膮�(shù)分析
        6.6.3 不確定性擾動下機(jī)器人動態(tài)步行的魯棒性驗(yàn)證
        6.6.4 非平整路面下機(jī)器人動態(tài)步行的魯棒性驗(yàn)證
    6.7 本章小結(jié)
第7章 基于GTX-Ⅲ型仿人機(jī)器人樣機(jī)的步行仿真與實(shí)驗(yàn)研究
    7.1 引言
    7.2 GTX-Ⅲ型仿人機(jī)器人樣機(jī)介紹
        7.2.1 機(jī)器人整體結(jié)構(gòu)
        7.2.2 機(jī)器人控制系統(tǒng)
    7.3 基于ADAMS的虛擬樣機(jī)搭建
    7.4 機(jī)器人實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    7.5 外部擾動下機(jī)器人的步行仿真與實(shí)驗(yàn)
        7.5.1 外部擾動下機(jī)器人的步行仿真分析
        7.5.2 外部擾動下機(jī)器人的步行實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    7.6 非平整路面下機(jī)器人的步行仿真與實(shí)驗(yàn)
        7.6.1 非平整路面下機(jī)器人的步行仿真分析
        7.6.2 非平整路面下機(jī)器人的步行實(shí)驗(yàn)結(jié)果
    7.7 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
    8.1 總結(jié)
    8.2 展望
參考文獻(xiàn)
攻讀博士學(xué)位期間發(fā)表（錄用）的學(xué)術(shù)論文
攻讀博士學(xué)位期間授權(quán)的發(fā)明專利
攻讀博士學(xué)位期間參加的主要科研項(xiàng)目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號：2974350