拟人机器人未知环境下稳定行走控制方法

拟人机器人是机器人研究领域的重点研究方向之一,研究主要集中在实现双足行走,在平整地面上和已知地面环境下的稳定行走,但是在未知地面环境下实现稳定行走一直是研究的难点和热点.本文研究了在未知环境下通过调整落地时间、落地位置、落地减振控制三种方法控制稳定.这些控制方法使得机器人在未知环境下摆动腿落地瞬间冲击力较大时能保持良好的稳定性.     

基于质心动态规划的四足机器人稳定运动控制策略（英文）

目的：运动稳定性对于四足机器人至关重要,是其适应非结构化地形的前提。为了提高机器人在运动过程中的机体稳定性,文本提出一种基于质心动态规划的四足机器人稳定控制策略。创新点：1.在期望速度一定的情况下,同时考虑机器人运动的稳定性和能耗两个问题;2.考虑到机器人机身与各条腿之间的运动协调性问题,设计质心移动与摆动相动作的同步配合方案,并对质心进行实时轨迹规划。方法：1.为了实现同步控制方案,用摆动腿和支撑腿共同构成支撑三角形,并在静步态基础上对小跑步态做出扩展;2.结合机器人腿在站立和摆动阶段受力情况的不同,设计主力矩由优化的足端反力映射和关节比例微分控制器组成的变权重控制策略。结论：1.仿真和实验结果表明,采用本文提出的控制策略,机器人可以完成行走和小跑两种步态的全向运动;2.在一定的运动速度下,机器人行走和小跑的稳定裕度分别比未进行质心规划的方案提高了27.25%和37.25%;3.与未进行能耗优化控制的方案相比,采用所提策略的机器人的能耗分别降低了11.25%（行走）和13.83%（小跑）。     

仿人机器人稳定行走控制研究

提出了基于在线控制理论的仿人机器人稳定性控制方法,分析了扩大支撑多边形的稳定控制方法和机器人落地减振控制等策略;推导出了仿人机器人上楼梯过程中发生失稳时机器人移动方向的角度改变量和落地点的移动距离.这些控制方法使机器人在行走的整个过程中,特别是在地面不平整以及摆动腿落地瞬间冲击力较大时也能保持良好的稳定性.     

双足步行机器人P3--可自由行走的世界最尖端的类人型机器人

Ｐ３具有与人类相同的体型,能够行走并上下楼梯。本田公司开发的这一机器人首次实现了一向被认为是难题的双足稳定行走,给世界的研究人员以巨大的冲击。     

不确定机器人自适应鲁棒迭代学习控制研究

针对未知时变参数的不确定性和未知外部干扰的机械手轨迹跟踪问题,提出了一种具有抗扰能力的自适应鲁棒迭代学习控制算法。该算法引入鲁棒项,实现不确定机器人动力学系统鲁棒控制;结合系统模型的不确定性和干扰不重复,对系统进行相关数学理论分析,运用泰勒公式和Lyapunov函数分别进行线性化及稳定性分析;以二连杆机械手为例,基于MATLAB软件进行仿真,结果表明：改进后的算法跟踪效果好,收敛误差速度快。该智能控制算法可实现对不确定机器人系统轨迹精确跟踪,并加快跟踪误差的收敛速度。     

脉冲噪声的非线性变换有源控制算法研究

α稳定分布模型是描述脉冲噪声的最佳理论工具,研究了对称α稳定分布脉冲噪声的有源控制;对基于非线性变换的脉冲噪声有源控制算法进行了推导与分析,并对FXSigmod算法进行了计算机仿真,用实验证实算法消除噪声的效果。该算法无需估测阈值,容易实现,连续更新性能好,可快速有效抑制脉冲噪声。     

基于MATLAB/Simulink的欠驱动机器人仿真实验

欠驱动两自由度机器人Pendubot具有较强的非线性和耦合性,通常用于非线性控制和机器人等的教学和科研。Pendubot系统的动力学方程非常抽象和复杂,为了提高课堂教学质量,根据动力学方程采用MATLAB/Simulink建立了Pendubot系统仿真和控制实验,采用线性二次型调节器(LQR)实现了在最高不稳定平衡位置的平衡控制。学生可以自行修改系统的参数,并进行动态仿真和观察结果,实现了理论和实践的结合,增加学生的学习热情,有助于培养学生的动手能力和创新意识。     

基于视觉与IMU融合的机器人位姿修正方法研究

为了提高机器人位姿修正精度,提出基于视觉与IMU融合的机器人位姿修正方法。构建机器人位姿参数分布模型,结合标准卡尔曼滤波模型进行机器人位姿参数融合和视觉特征重构,采用三维视觉信息跟踪识别方法进行机器人运动学模型的优化设计,基于视觉与IMU融合方法实现自主遥控双足机器人结构参数辨识模型的构建和位姿修正。仿真实验结果表明,采用该方法进行机器人位姿修正的精度较高,提高了机器人的自动化控制能力。     

平面二级倒立摆的线性二次最优控制

采用Lagrange方程建立了平面二级倒立摆的非线性动力学模型,将其在平衡位置附近进行线性化,得到系统在2个正交控制方向解耦的近似模型。根据最优控制理论设计了系统的线性二次最优调节器,并利用Visual C++6.0和Visual Basic 6.0实现了人机交互,实时控制在多媒体定时器中断服务函数内实现,自主搭建了一套平面二级倒立摆实验平台。系统成功实现稳摆控制,仿真及实验结果表明建立平面二级倒立摆解耦模型的合理性与控制算法的有效性。     

基于迭代控制的两自由度移动小车路径跟踪控制

基于迭代控制的两自由度移动小车路径跟踪控制主要是研究小车在两自由度情况下的路径跟踪情况.利用迭代学习控制算法使小车的跟踪误差以最快的速度达到零,从而达到理想的跟踪效果.仿真结果表明,迭代学习控制具有很好的跟踪效果.