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相似文献
 共查询到19条相似文献,搜索用时 125 毫秒
1.
本文利用拉格朗日法建立了双足步行机器人的动力学模型,从中提取出干扰和摄动.通过分析和求解H∞状态反馈控制问题,设计了一个鲁棒控制器,该控制器既能使双足步行机器人控制系统对干扰不敏感,又对摄动保持稳定.得到H∞控制器后,给出了双足步行机器人的全局关节控制系统,并且对双足步行机器人进行了仿真实验,实验结果验证了控制方法的有效性.  相似文献   

2.
基于全身协调的仿人机器人步行稳定控制   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
提出利用机器人质心(CoM)雅克比矩阵,实现全身协调补偿的算法。提出机器人的简化模型;分析基于CoM雅克比矩阵的补偿算法;采用CoM/ZMP(零点矩点)、减振和软着陆控制器实时控制双足步行,实现机器人全身协调的稳定控制;通过仿人机器人AFU09的双足步行实验证明该控制方法的有效性。  相似文献   

3.
针对双足步行机器人的转弯步态规划及其实现问题进行了研究.首先介绍了双足步行机器人转弯步态规划方法和所涉及的关键问题,包括关键点轨迹插值和逆运动学解算,然后给出了实现双足步行机器人转弯步态规划的具体步骤,最后通过对实验室新研制的双足步行机器人转弯运动进行仿真和实验研究,证实了本文所提出的几何约束加修正补偿的双足步行机器人转弯步态规划方法的有效性和可行性.  相似文献   

4.
为提高双足机器人的环境适应性, 本文提出了一种基于模糊控制与中枢模式发生器(CPG)的混合控制策 略, 称之为Fuzzy–CPG算法. 高层控制中枢串联模糊控制系统, 将环境反馈信息映射为行走步态信息和CPG幅值参 数. 低层控制中枢CPG根据高层输出命令产生节律性信号, 作为机器人的关节控制信号. 通过机器人运动, 获取环境 信息并反馈给高层控制中枢, 产生下一步的运动命令. 在坡度和凹凸程度可变的仿真环境中进行混合控制策略的 实验验证, 结果表明, 本文提出的Fuzzy–CPG控制方法可以使机器人根据环境的变化产生适应的行走步态, 提高了 双足机器人的环境适应性行走能力.  相似文献   

5.
研究双足机器人稳定性控制问题,步行机器人作为一种载运工具适应地况能力强,结构复杂,运动控制难.实现类人型机器人动态行走,针对行走的稳定性,必须对机器人进行动力学建模、步态设计和稳定姿态控制算法设计.研究了一种七连杆双足机器人的动力学建模和控制系统仿真方法.建立两足步行机器人腿的可参数化仿真模型,对七平面双足机器人的运动情况和控制输入输出进行仿真,得出试验结果.并对影响步行机器人稳定性能的参数进行分析,为后面机器人样机的研制提供理论及数据依据.  相似文献   

6.
中枢模式发生器(CPG)在六足机器人的运动步态控制中起着至关重要的作用。为了研究六足机器人的运动控制方法,首先基于仿生学原理设计了六足机器人的机械结构,并在虚拟样机软件ADAMS中搭建其三维模型;其次选择Hopf振荡器作为CPG单元,并改进了振荡器模型;然后设计了六足机器人的CPG网络拓扑结构,包含单腿关节映射函数方案和腿间CPG环形耦合网络方案,并对其进行了改进;最后通过ADAMS和MATLAB联合仿真实验,验证了所设计六足机器人的运动稳定性和CPG控制方案的可行性与有效性。仿真结果表明,该方法能够满足六足机器人不同运动步态的控制需求,对六足机器人的运动控制具有一定的实际应用价值。  相似文献   

7.
基于CAN 总线的机器人脚力传感器的设计及其应用􀀂   总被引:4,自引:0,他引:4  
ZMP控制理论已广泛应用于双足步行机器人的步态规划中,行走过程中的实际ZMP轨迹,是通过安装在脚部的两个多维脚力传感器获取的力/力矩信息计算得到.文章提出并设计了一种基于CAN总线接口的双足步行机器人集成化脚力传感器,给出了其硬件组成及软件设计,并详细论述了双足步行机器人行走过程中实际ZMP轨迹的计算方法.  相似文献   

8.
针对双足机器人动态步行生成关节运动轨迹复杂问题,提出了一种简单直观的实时步态生成方案。建立了平面五杆双足机器人动力学模型,通过模仿人类步行主要运动特征并根据双足机器人动态步行双腿姿态变化的要求,将动态步行复杂任务分解为顺序执行的四个过程,在关节空间相对坐标系下设计了躯干运动模式、摆动腿和支撑腿动作及步行速度调整模式,结合当前步行控制结果反馈实时产生稳定的关节运动轨迹。仿真实验验证了该方法的有效性,简单易实现。  相似文献   

9.
双足机器人的双脚支撑期是实现其步行运动的重要过程,然而耦合的位置/力控制难以保证其稳定平滑运动.本文提出了一种基于降阶位置/力模型的机器人控制策略,整合了位置控制子空间模型和力控制子空间模型,通过模型降阶减小了控制器设计的复杂度,并采用神经网络自适应控制方法综合多控制目标,实现了双足机器人的平滑稳定控制并有效地抑制了系统外扰和参数不确定性的影响.最后,仿真算法验证了该控制方法和模型的有效性.  相似文献   

10.
孙平 《信息与控制》2015,44(3):309-315
全方向康复步行训练机器人需要跟踪医生指定的训练轨迹、针对运动过程中速度过快而影响康复者安全性问题,提出一种基于Backstepping补偿方法的速度受限型控制器设计方案,目的是保证康复者的安全训练.通过限制实际运动速度的幅值,并根据所提出轨迹跟踪误差和速度跟踪误差的实时补偿方法,实现了全方向康复步行训练机器人在安全速度下的轨迹跟踪.基于李亚普诺夫稳定性理论和LaSalle不变性原理,证明了补偿误差系统和跟踪误差系统的渐近稳定性.通过仿真结果对比分析,表明了所提控制器设计方法的有效性和可行性.  相似文献   

11.
刘德君  田彦涛  张雷 《控制与决策》2012,27(12):1890-1893
研究带有膝关节和髋关节的双足机器人在3D (three-dimensional)空间稳定行走的控制器设计.通过构建概循环拉格朗日函数,将双足机器人的3D动态系统解耦成前向和侧向两部分,对前向部分设计势能成型控制器,使前向获得稳定行走步态;用输出零动态控制器控制侧向,满足系统的动态解耦条件.仿真结果表明了所提出方法的有效性.  相似文献   

12.
基于深度强化学习的双足机器人斜坡步态控制方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
为提高准被动双足机器人斜坡步行稳定性, 本文提出了一种基于深度强化学习的准被动双足机器人步态控制方法. 通过分析准被动双足机器人的混合动力学模型与稳定行走过程, 建立了状态空间、动作空间、episode过程与奖励函数. 在利用基于DDPG改进的Ape-X DPG算法持续学习后, 准被动双足机器人能在较大斜坡范围内实现稳定行走. 仿真实验表明, Ape-X DPG无论是学习能力还是收敛速度均优于基于PER的DDPG. 同时, 相较于能量成型控制, 使用Ape-X DPG的准被动双足机器人步态收敛更迅速、步态收敛域更大, 证明Ape-X DPG可有效提高准被动双足机器人的步行稳定性.  相似文献   

13.
Nowadays, biped robotics becomes an interesting topic for many control researchers. The biped robot is more adaptable than the other mobile robots in a varied environment and can have more diverse possibilities in planning the motion. However, it falls down easily and its control for stable walking is difficult. Therefore, generation of a desired walking pattern for the biped robot in the presence of some model uncertainties is an important problem. The proposed walking pattern should be also achievable by the designed controller. To achieve this aim and to reach the best control performance, the walking pattern and controller should be designed simultaneously rather than separately. In the present study, an optimal walking pattern is proposed to be tracked by a designed sliding mode controller. In this respect, a genetic algorithm (GA) is utilized to determine the walking pattern parameters and controller coefficients simultaneously. Here, high stability, minimum energy consumption, good mobility properties, and actuator limitations are considered as the important indexes in optimization. Simulation results indicate the efficiency of the proposed scheme in walking the understudy biped robot.  相似文献   

14.
刘丽梅  田彦涛 《控制与决策》2013,28(8):1152-1156
为了将双足机器人的混沌步态控制收敛到稳定的周期步态,提出一种控制策略。首先用庞卡莱截面法研究斜坡倾角变化对步态的影响,结果表明,坡度增大会导致倍周期步态到混沌步态的产生;然后以人类步行的生物力学为仿生依据,根据延迟反馈控制的基本思路,设计了自适应常值驱动与传感反馈相结合的仿生行走控制策略,并依据当前步和前两步初始状态对控制器参数进行逐步调节,最终将混沌步态控制收敛到周期步态。仿真结果表明了所提出算法的有效性。  相似文献   

15.

In this article, robotic trajectory control using artificial intelligence techniques is developed. The learning strategy is called recurrent averaging learning. It takes the average of initial states and final states after a cycle of training and sets this value as the new initial and final states for next training cycle. A three-layer neural network is used as a controller, it provides the control signals in each stage of a walking gait. A linearized inverse biped model is derived. This model calculates the error signals that will be used to back propagate to the controller in each stage. Through learning, the robot can develop skills to walk along a predefined path with specified step length, walking speed, and crossing clearance. This proposed scheme is tested with simulations of the BLR-G1 walking robot on horizontal and sloping surfaces.  相似文献   

16.
We propose a machine-learning based multi-level cognitive model inspired from early-ages’ cognitive development of human’s locomotion skills for humanoid robot’s walking modeling. Contrary to the most of already introduced works dealing with biped robot’s walking modeling, which place the problem within the context of controlling specific kinds of biped robots, the proposed model attends to a global concept of biped walking ability’s construction independently from the robot to which the concept may be applied. The chief-benefit of the concept is that the issued machine-learning based structure takes advantage from “learning” capacity and “generalization” propensity of such models: allowing a precious potential to deal with high dimensionality, nonlinearity and empirical proprioceptive or exteroceptive information. Case studies and validation results are reported and discussed evaluating potential performances of the proposed approach.  相似文献   

17.
伸缩腿双足机器人半被动行走控制研究   总被引:1,自引:1,他引:0  
研究半被动伸缩腿双足机器人行走控制和周期解的全局稳定性问题.使用杆长可变的倒立摆机器人模型,以支撑腿的伸缩作为行走动力源,采用庞加莱映射方法分析了双足机器人行走的不动点及其稳定性.当脚与地面冲击时,假设两腿间的夹角保持为常数,设计了腿伸缩长度的支撑腿角度反馈控制率.证明了伸缩腿双足机器人行走过程不动点的全局稳定性.仿真结果表明,本文提出的腿伸缩长度反馈控制可以实现伸缩腿双足机器人在水平面上的稳定行走,并且周期步态对执行器干扰和支撑腿初始角速度干扰具有鲁棒性.  相似文献   

18.
A new walking pattern classification method is proposed for a 5-link 7-DOF biped robot walking on an uneven floor. This method extracts the patterns in the current floor position of the stance foot and the transitioning floor conditions of the swing foot during locomotion. When a global path composed of stairs, obstacles, etc., and certain walking parameters, such as the speed of walking and the total walking time, are put into the system, the guidance controller unit determines the trajectory of the footsteps in terms of step patterns by using a genetic algorithm-based optimization technique while ensuring the biped’s stability criterion. A demonstration of the biped with different pattern classes was realized by a dynamic simulator.  相似文献   

19.
Robust Sliding-mode Control of Nine-link Biped Robot Walking   总被引:4,自引:0,他引:4  
A nine-link planar biped robot model is considered which, in addition tothe main links (i.e., legs, thighs and trunk), includes a two-segment foot.First, a continuous walking pattern of the biped on a flat terrain issynthesized, and the corresponding desired trajectories of the robot jointsare calculated. Next, the kinematic and dynamic equations that describe itslocomotion during the various walking phases are briefly presented. Finally,a nonlinear robust control approach is followed, motivated by the fact thatthe control which has to guarantee the stability of the biped robot musttake into account its exact nonlinear dynamics. However, an accurate modelof the biped robot is not available in practice, due to the existence ofuncertainties of various kinds such as unmodeled dynamics and parameterinaccuracies. Therefore, under the assumption that the estimation error onthe unknown (probably time-varying) parameters is bounded by a givenfunction, a sliding-mode controller is applied, which provides a successfulway to preserve stability and achieve good performance, despite the presenceof strong modeling imprecisions or uncertainties. The paper includes a setof representative simulation results that demonstrate the very good behaviorof the sliding-mode robust biped controller.  相似文献   

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