基于连续体模型的蛇形机器人质心速度跟踪控制方法

发布时间：2018-04-30 18:22

  本文选题：蛇形机器人 + 质心速度　； 参考：《机器人》2017年06期

【摘要】：基于连续体模型合理简化蛇形机器人的动力学方程,基于该动力学描述获得无侧滑条件下使机器人质心速度稳定的关节角度参数集.然后,通过分析侧滑概率与控制参数之间的关系,获得法向摩擦力有限时使质心速度稳定的控制参数.在实现质心速度稳定的基础上,基于连续体模型获得无侧滑时实现机器人速度跟踪的控制参数.最后基于上述理论值设计控制器,将上述理论值作为关节角度参数的初值,利用速度反馈对关节角度进行微调节,消除模型近似和环境差异带来的速度误差.基于Open Dynamics Engine进行仿真,仿真结果显示蛇形机器人质心速度能够跟踪期望速度,从而验证了所提方法的有效性.
[Abstract]:Based on the continuum model, the dynamics equation of snake robot is reasonably simplified. Based on the dynamic description, the joint angle parameter set is obtained to stabilize the velocity of the robot's centroid under the condition of no side slip. Then, by analyzing the relationship between the slip probability and the control parameters, the control parameters which make the velocity of the center of mass stable when the normal friction force is limited are obtained. Based on the stability of the centroid velocity and the continuum model, the control parameters of robot velocity tracking without side slip are obtained. Finally, the controller is designed based on the above theoretical values, which is regarded as the initial value of the joint angle parameters, and the joint angle is fine-tuned by velocity feedback to eliminate the velocity error caused by the model approximation and the environmental difference. The simulation results based on Open Dynamics Engine show that the centroid velocity of the snake robot can track the desired velocity, which verifies the effectiveness of the proposed method.
【作者单位】： 辽宁石油化工大学信息与控制工程学院;中国科学院沈阳自动化研究所机器人学国家重点实验室;
【基金】：国家自然科学基金(61333016)
【分类号】：TP242

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本文编号：1825661