欠驱动两足步行机器人侧向稳定控制方法研究

以欠驱动两足步行机器人为对象研究其侧向运动稳定控制问题。首先分析引起机器人侧向运动不稳定的原因,然后提出步宽控制和侧向力矩补偿两种控制策略。步宽控制通过控制机器人侧向落脚位置,使其侧向运动周期与前向周期趋于一致实现侧向运动稳定。力矩补偿控制通过在踝关节引入侧向控制力矩,使侧向运动与前向运动协调一致实现侧向运动稳定。仿真实验表明,机器人实现了稳定的3D动态行走,达到了预期的控制效果。     

两足步行机器人动态行姿态稳定性及姿态控制

本文提出了一种新型两足行机器人动态步行实时控制方法，引入了姿态稳定性和步态稳定性的概念，提出了姿态控制器的结构及设计方法。     

两足步行机器人动态步行姿态稳定性及姿态控制

本文提出了一种新型两足步行机器人动态步行实时控制方法，引入了姿态稳定性和步态稳定性的概念，把两足动态步行控制分为姿态稳定性控制和步态稳定性控制两个相互联系的子系统，并从姿态稳定性分析出发，重点研究了各关节轨迹跟踪控制和系统整体动态平衡等问题，提出了姿态控制器的结构及设计方法．     

欠驱动两足步行机器人研究现状

针对欠驱动两足步行机器人的研究现状与发展趋势进行了探讨。首先,总结了被动行走和踝关节欠驱动两足机器人的研究现状,介绍了欠驱动两足步行机器人的基本研究方法,包括问题描述、步态规划、运动控制和稳定性判定等,并对欠驱动两足机器人需要进一步研究的问题和发展方向进行深入研究,最终目标是将欠驱动控制策略应用于两足步行机器人的行走过程控制,以提高其运动性能。     

两足步行机器人姿态稳定性分析

本文就两足步行机器人动态步行实时控制中的姿态稳定性问题进行研究，运用李亚普诺夫方法证明了当机器人踝关节采用小力矩控制时其余各关节角运动轨迹跟踪控制的稳定性，并给出了各关节控制器设计的约束条件，为姿态控制的设计奠定了理论基础。     

两足步行椅机器人机械参数与步行稳定性关系研究

研究了两足步行椅机器人的机械参数对步行ZMP（Zero Moment Point）稳定裕度的影响．采用稳定的参数化步态，在步态不变的情况下，改变机器人各连杆的质量、转动惯量和质心位置，分析其对ZMP稳定裕度的影响．通过仿真实验得到以下结论：合理选择大腿、小腿和上身的机械参数可以显著增加步行ZMP稳定裕度，从而降低伺服控制的难度．     

两足步行机器人的CAN总线控制

为了解决两足步行机器人的多节点通信和多轴协调控制问题,文章提出了应用CAN总线技术的设计方案,构成了有两台嵌入计算机PC/104和两条CAN总线控制网络,分别控制机器人的上肢和下肢的运动,计算证明CAN总线能够满足实现静态步行所需的数据传输要求.     

两足步行机器人动态步行的步态控制与实时时位控制方法

本文讨论两足步行机器人动态步行实时控制中的步态 控制方法．在姿态控制条件下，详细分析了步行系统的步态稳定性，提出了步态控制器的构 造和设计方法，综合姿态控制器和步态控制器，提出了动态步行实时时位控制方案，最后运 用仿真模型验证了这一实时控制方案的可行性．     

两足步行椅机器人的机构设计

主要介绍了两足步行椅机器人的整体机构设计．在踝关节和髋关节处，采用了一种新型多自由度正交关节设计，使得机器人结构紧凑，提高了步态规划的精度．利用两足步行椅机器人动力学模型，分析了各关节的驱动力矩，以此确定了驱动电机的功率．在髋关节和座椅之间设计了减震系统，并建立了减震系统模型，分析了减震系统对于步态稳定性的作用．最后，为保证乘坐者的安全，从机构的角度设计了机械式保护装置．     

两足步行机器人步态轨迹优化设计的可行方法

步态规划是预先设计出整个步行过程中各关节运动的时间函数,这样一组时间函数的优化设计,求解十分困难。在此我们将其转化为参数优化问题。即给出机器人机构某一特殊点在步行过程中的移动轨迹,以此来描述整个步行运动。然后将该点运动过程离散化,找出每一时刻各关节对应的角度,使其满足一定的限制条件,并达到某一指标条件下的最优。     

半被动双足机器人控制系统设计

由于双足机器人行走是单腿支撑和双腿支撑交替进行的过程,同时只有在与行走过程相应的控制策略不断变化时(最优控制),双足机器人才能自然稳定地行走,因此,控制起来很困难。针对现有双足机器人控制系统方面的不足,提出了一种通过舵机驱动提供冲击力矩的半被动双足机器人控制系统方案,即由一个上位机(PC机)和一个控制器构成控制系统,通过USB进行高速数据通信。上位机主要负责系统监控和协调控制;控制器采用STM32处理器,实现机器人的三个关节的数据采集、步态规划逻辑运算以及向上位机传送相应的运动状态数据。测试结果表明,当存在一些干扰时,控制系统通过传感器检测到的实时数据是准确可靠的,并且能很好地控制半被动双足机器人行走。     

半被动双足机器人控制系统设计

为有针对性地根据不同干扰类型选择正确的抗干扰措施,有必要对无人机数据链所处环境的干扰信号进行分析和分类识别。本文以变换域通信系统(Transform Domain Communication System,TDCS)为载体,对无人机数据链常面临的干扰类型的自动识别进行研究,采用时域、频域、时频联合分析的方法,提出了一组对干信比变化不敏感的特征参数,并利用这组参数提出一种基于决策树理论的干扰分类识别方法,仿真结果表明,该方法能够快速准确地识别出干扰类型,具有很好的鲁棒性,并且在干信比和干噪比在0dB以上时,正确识别率均在90%以上。     

双足步行机器人控制器的改进与实现

文章首先指出二十四自由度双足机器人的控制器是该型机器人的核心,也是扩展该型机器人功能首先需要改进的部件,接着介绍了双足机器人的控制器硬件和软件的改进设计。文章比较详细地阐述了双足机器人步态轨迹控制与规划,并指出下一步的研究方向是如何控制双足步行机器人稳定地和健壮地在复杂环境里及粗糙地面上行走。     

半被动双足机器人的准开环控制

目前的被动行走机器人还只能完成单一的步态,且非常容易摔倒,为此对半被动双足机器人的稳定行走控制问题进行了研究．通过结合被动行走和主动控制两种原理的优点,提出了一种准开环的行走控制方法．通过检测安装在机器人足底和髌骨处的接触开关信号,在髋关节处施加一个间断的、微小的开环振荡力矩,进而实现高效的稳定步行．仿真结果表明,当控制参数在较大范围内变化时,双足机器人仍可实现稳定行走,且步行能耗特性与人类相似;通过调节振荡力矩的参数,机器人可实现稳定的行走模式转换．     

双足机器人稳定步行模式预测控制实现方法的研究

针对现有的预测控制生成步行模式方法中忽略了参数间关系和参数取值范围的问题进行探讨.预测控制通过控制质心运动生成步行模式以实现ZMP目标轨迹跟踪,根据预测控制器模型研究参数间的关系,并通过极点分析讨论其取值范围,提出关键参数在容许取值范围内,可以保证系统的稳定性,并生成满足稳定步行的质心运动.通过仿真实验分析了在存在扰动情况下,关键参数取适当值,能够生成稳定的步行模式.     

Robust Sliding-mode Control of Nine-link Biped Robot Walking

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.     

含有未驱动关节的空间机器人控制

含有未驱动关节的自由潭浮空间机器人具有不可积分的速度和加速度约束，因而是一个二阶非完整系统，通过分析系统的动力学结构，本文设计了一种全 基于速度控制的方法控制未驱动关节，然后采用多步混合控制策略实现空间机器人的定位跟踪。     

双足机器人步态控制研究方法综述

概括地介绍了双足机器人步态控制领域内的主要研究思路．详细阐述了基于双足动力学特征的3种建模方法,包括倒立摆模型、被动步态模型、质量弹簧模型的特点．另外讨论了两种常用的约束条件(稳定判据与能量约束)和3种智能控制方法(神经元理论、模糊逻辑与遗传算法)在双足机器人步态控制中的研究情况．     

双足机器人的鲁棒控制

利用拉格朗日法建立了双足机器人的动力学模型．在双脚支撑地时,运动学方程的约束造成双足机器人自由度的冗余,本文引入拉格朗日因子消除了双足机器人的冗余自由度．采用鲁棒控制法对双足机器人的轨迹跟踪进行控制,仿真实验结果证明, 鲁棒控制法对模型不精确或外部干扰对双足机器人产生的影响有很好的抑制作用,对双足机器人轨迹跟踪控制是有效的．