基于运动发散分量动力学的双足机器人行走策略研究

论文摘要

基于线性倒立摆(LIP)模型,将双足机器人的多步行走等效成三维倒立摆的多次摆动,在运动发散分量(DCM)概念的基础上,研究了以质心(COM)和DCM表示的动力学方程。设计了2种DCM闭环控制器:一步DCM终值不变抗扰动控制器和实时DCM轨迹跟踪闭环控制器。2种控制器都可以有效地抑制扰动,使实际机器人的DCM不发散,并使用其规划出了双足行走过程中的COM轨迹。依据COM轨迹和双腿末端轨迹推导了求解双足机器人逆运动学的数值方法,整体上完成了双足行走过程中从输入脚印到输出关节角度的整套求解问题,使双足步态规划的方法体系化。最后,结合一个普适机器人模型,针对文中的算法在MATLAB平台上进行了仿真,仿真结果验证了该新方法的有效性。

论文目录

• 1 LIP动力学与DCM的推导
•   1.1 LIP模型
•   1.2 DCM的定义与推导
• 2 DCM参考轨迹生成及跟踪控制
•   2.1 DCM参考轨迹的生成
•   2.2 一步DCM终值不变抗扰动控制
•   2.3 实时DCM轨迹跟踪闭环控制
• 3 指定COM目标轨迹逆运动学数值解法
•   3.1 肢体运动约束条件
•   3.2 指定质心运动轨迹的逆运动学求解
• 4 仿真试验
• 5 结 论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 董胜,袁朝辉,张建锐,马尚君

关键词: 双足机器人,线性倒立摆,运动发散分量,步态规划,逆运动学

来源: 西北工业大学学报 2019年06期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 自动化技术

单位: 西北工业大学自动化学院,陇东学院机械工程学院,西北工业大学机电学院

基金: 国家自然科学基金(51505381,61705184),甘肃省高等学校创新能力提升项目(2019A-113)资助

分类号: TP242

页码: 1285-1293

总页数: 9

文件大小: 1222K

下载量: 78