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轮腿式全地形移动机器人位姿闭环控制
引用本文:马芳武,倪利伟,吴量,聂家弘,徐广健.轮腿式全地形移动机器人位姿闭环控制[J].吉林大学学报(工学版),2019,49(6):1745-1755.
作者姓名:马芳武  倪利伟  吴量  聂家弘  徐广健
作者单位:吉林大学汽车工程学院,长春130022;吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室,长春130022
基金项目:国家自然科学基金;国家重点研发计划
摘    要:轮腿机器人在越障及振动时,不可避免地会出现位姿(质心位置和俯仰、侧倾姿态)的变化。为实现对其位姿的控制,将汽车的多连杆悬挂系统应用到轮腿机器人设计当中,设计了一款新型轮腿式全地形移动机器人,降低复杂地面对轮腿机器人姿态的影响,保证轮腿机器人在复杂环境下自身姿态的稳定性。首先,建立了轮腿机器人的单腿运动学模型,并搭建了单腿试验台架,验证了模型的正确性。接着,针对轮腿机器人的位姿问题分别建立俯仰和侧倾模型,并对轮腿机器人的位姿进行解耦运算,在满足轮腿机器人各质心位置分量(x、y、z)不变的情况下实现其姿态的闭环控制。然后,采用比例控制(P控制)在Simulink中搭建轮腿机器人位姿控制策略。最后,在Adams中创建轮腿机器人虚拟样机,并建立适用于大外倾角的PAC轮胎模型,利用Simulink与Adams联合仿真验证轮腿机器人在立体坡面上的位姿控制效果,仿真结果表明,本文控制算法对轮腿机器人的质心位置和姿态均有很好的跟踪效果,可将质心位置误差、姿态误差分别控制在4.3%和5%以内,验证了本文控制算法的有效性。

关 键 词:车辆工程  轮腿机器人  位姿模型  控制算法  联合仿真
本文献已被 CNKI 万方数据 等数据库收录!
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