本文關(guān)鍵詞：基于三連桿動力學(xué)模型的仿人機(jī)器人站立平衡控制

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【摘要】：為了解決仿人機(jī)器人抗擾動站立平衡控制問題,提出了一種三連桿動力學(xué)模型作為仿人機(jī)器人的簡化模型,該模型充分考慮了機(jī)器人腿部、身體和手臂的連桿分布質(zhì)量,相比于傳統(tǒng)的線性倒立擺模型或者飛輪倒立擺模型具有更高的精確性.基于這種模型,設(shè)計了仿人機(jī)器人的站立抗擾動平衡控制器.首先將仿人機(jī)器人模型簡化為三連桿動力學(xué)模型,通過參數(shù)辨識方法獲取結(jié)構(gòu)化的參數(shù),并經(jīng)過線性化處理,將復(fù)雜的非線性動力學(xué)模型線性化.然后采用線性二次調(diào)節(jié)器(LQR)設(shè)計機(jī)器人的平衡控制器.實驗在仿人機(jī)器人KONG-II上進(jìn)行,通過將機(jī)器人踝關(guān)節(jié)設(shè)置成具有一定阻尼特性的欠驅(qū)動狀態(tài),來實現(xiàn)三連桿動力學(xué)模型的形式.實驗結(jié)果對比了機(jī)器人采用兩連桿動力學(xué)模型和三連桿動力學(xué)模型時的抗外力擾動性能,驗證了本文方法的有效性和魯棒性.
【作者單位】： 浙江大學(xué)工業(yè)控制技術(shù)國家重點實驗室;浙江省軟體機(jī)器人與智能器件研究重點實驗室;
【關(guān)鍵詞】： 仿人機(jī)器人 站立平衡控制 三連桿動力學(xué)模型 線性二次調(diào)節(jié)器
【基金】：國家自然科學(xué)基金(51405430,61473258,U1509210) 浙江省公益技術(shù)項目(2016C33G2010137)
【分類號】：TP242
【正文快照】： 1引言(Introduction)平衡穩(wěn)定性是仿人機(jī)器人站立、行走或其他活動的關(guān)鍵因素.當(dāng)機(jī)器人受到外界未知擾動時,比如外部沖擊、碰撞以及不平整的路面,機(jī)器人很容易失去平衡而摔倒.當(dāng)這些無法預(yù)測的未知擾動發(fā)生時,機(jī)器人應(yīng)該采取相應(yīng)的控制策略來維持身體平衡.也即當(dāng)處于穩(wěn)定狀態(tài)

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本文編號：540647