近年來,核電比重在中國逐步上升,在國家的建設(shè)和人民的生活中發(fā)揮著巨大的作用。但是2011年日本福島發(fā)生的核泄漏事故讓各國思考如何能夠在類似的核電站事故中將損失減小到最小。本課題來源于國家973計劃重點基礎(chǔ)研究項目“核電站緊急救災機器人的基礎(chǔ)科學問題”。本文將以核電站救災為任務(wù)的四足機器人作為研究對象,以改善機器人運動過程中穩(wěn)定性為目標。首先,本文研究了四足機器人在運動過程中的穩(wěn)定性條件,形成了基于重心和零力矩點（ZMP）的穩(wěn)定性判據(jù),基于穩(wěn)定性判據(jù)得到了四足機器人運動過程中的雙支撐三角形穩(wěn)定區(qū)域序列;在此基礎(chǔ)上,本文提出了多種帶重心固定相的四足機器人軌跡規(guī)劃,相比于重心在擺腿期間隨動的軌跡規(guī)劃,有效地改善了運動過程中的穩(wěn)定性;在軌跡規(guī)劃的具體實施中,針對四足機器人運動過程中存在的環(huán)境干擾,本文設(shè)計了基于機器人足尖伸縮的平衡控制器,在不依賴機構(gòu)扭矩輸出單元的前提下,提出了一種四足機器人平衡控制策略;最后,對于核電站緊急救災環(huán)境下存在的復雜地形情況,基于邏輯回歸模型和專家學習策略,提出了一種最優(yōu)落足點選擇方法。本文基于Matlab和機器人仿真平臺RecurDyn,對所提出的軌跡規(guī)劃,平衡控... 

【文章來源】：上海交通大學上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：87 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
        1.1.1 研究背景與意義
    1.2 四足機器人的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 機器人的分類
        1.2.2 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.3 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
        1.2.4 四足機器人的主要研究方法
    1.3 論文的結(jié)構(gòu)與主要研究內(nèi)容
第二章 四足機器人穩(wěn)定性判據(jù)
    2.1 基于重心的四足機器人穩(wěn)定性判據(jù)
    2.2 特定步序爬行步態(tài)下雙支撐三角形穩(wěn)定區(qū)域分析
    2.3 基于零力矩點（ZMP）的四足機器人穩(wěn)定性判據(jù)
    2.4 Recur Dyn仿真環(huán)境概述
    2.5 四足機器人的坐標系
    2.6 腿機構(gòu)設(shè)計與逆動力學反解
    2.7 本章小結(jié)
第三章 基于雙支撐三角形穩(wěn)定區(qū)域的運動軌跡規(guī)劃
    3.1 帶固定相的重心及擺動腿足尖軌跡規(guī)劃及驗證
    3.2 最大穩(wěn)定裕度條件下重心及擺動腿足尖軌跡規(guī)劃及驗證
    3.3 勻速運動下重心及擺動腿足尖軌跡規(guī)劃及驗證
    3.4 基于零力矩點 (ZMP) 穩(wěn)定性判據(jù)的軌跡規(guī)劃及驗證
    3.5 本章小結(jié)
第四章 平衡控制方法
    4.1 平衡控制問題的提出
    4.2 平衡控制策略
    4.3 平衡控制器設(shè)計及驗證
    4.4 本章小結(jié)
第五章 基于邏輯回歸模型的落足點選擇算法
    5.1 核電站救災環(huán)境下的復雜地形
    5.2 回歸問題和邏輯回歸模型
        5.2.1 回歸問題的基本概念
        5.2.2 邏輯回歸模型
    5.3 落足點選擇算法
    5.4 仿真驗證
    5.5 本章小結(jié)
第六章 全文總結(jié)與展望
參考文獻
致謝
攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文目錄
攻讀學位期間參與的項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]淺析BigDog四足機器人[J]. 丁良宏,王潤孝,馮華山,李軍.  中國機械工程. 2012(05)
[2]四足步行機器人力位混合控制的實驗研究與分析[J]. 胡貴錢,王菊芬.  實驗技術(shù)與管理. 2004(05)
[3]基于虛擬模型的四足機器人直覺控制[J]. 陳佳品,程君實,席裕庚.  上海交通大學學報. 2002(08)
[4]四足機器人對角小跑直線步行的虛擬模型[J]. 陳佳品,程君實,席裕庚.  上海交通大學學報. 2001(12)

博士論文
[1]四足機器人步態(tài)規(guī)劃與平衡控制研究[D]. 劉飛.中國科學技術(shù)大學 2010
[2]四足機器人穩(wěn)定行走規(guī)劃及控制技術(shù)研究[D]. 王鵬飛.哈爾濱工業(yè)大學 2007



本文編號：3317509