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雙足機器人的動力學建模與控制

本文為一個名叫 Besiding的雙足機器人建立了完整的力學模型和控制模型，使機器人能在平面上實現穩定的動態行走。并且對模型的可靠性和實用性進行了仿真計算，結果證實了文中模型的合理性和可行性。這個名為 Besiding的機器人有10個自由度，從機械學的角度看，其結構能實現基本的步行動作為了使建立的模型利于計算機控制和編程計算，文章采用了一種遞推的 Newton Euler方法來建立機器人的力學模型，這種方法的特點是利用遞推計算的辦法來形成力學方程中動力矩陣和關聯矩陣的元素，這就使得非常復雜的動力學方程在編程計算的時候顯得非常簡潔、有效，在這個基礎上，文章對步行策略進行了設計，并得到了實現穩定的動態行走所必須滿足的力學條件在 Besiding機器人的控制問題上，文章采用的是跟蹤式的PD控制法，具體措施是首先把機器人的行走過程按一個很小的時間區間分成許多時間域，其次把機器人的力學方程在每個時間領域里線性化，然后在這個時間域內對機器人進行PD控制。其實這種控制方法允許對機器人控制系統的特性參數進行設計，這就更容易使控制系統達到我們的要求：另外，Besiding還添加一個控制環節，使其具有一定的魯棒性，來抵消由于實際機器人的某些力學參數很難精確測量所帶來的對穩定性的負面影響文章的最后對力學模型和控制用Maab進行了仿真計算，列出一些重要的計算結果，對穩定性、跟蹤誤差、響應性能等重要的控制指標進行了分析。其結果顯示，文章所采用的建模方法、行走策略和控制措施是合理的、有效的實用的。關鍵詞：雙足機器人、力學模型、動態步行、行走策略、控制模型、仿真計算

標簽： 機器人 動力學建模

上傳時間： 2022-06-19

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