一种仿人机器人的步态规划及步行反馈控制算法研究

发布时间：2022-01-14 05:55

　　仿人机器人由于其双足步行的运动形式,能够实现全方位的行走和适应多种复杂的地形,因此,近些年来,其在服务行业、医学行业、复杂地形探索、和危险营救等领域展现出极大的应用前景,韩国和美国等许多发达国家也争相对其进行研究。仿人机器人最基本的类人能力就是双足步行,稳定的双足动态行走也是实现其它类人动作的基础,如何完成稳定的双足步行一直是机器人领域的研究热点,具有重大的研究意义。本文以仿人机器人的离线步态规划和在线稳定控制展开研究,主要工作可归纳为以下几方面:1.针对线性耦合振荡器模型的部分参数仅能依靠手动测试,难以获得稳定行走参数的弊端,结合机器人在高速或强加速下容易出现前进轴向不稳定问题,为模型增加了质心偏移控制项,并提出了一种优化振荡器部分参数的算法来提高机器人在前进轴向的稳定性。将行走过程中前进轴向ZMP最不稳定点的稳定性和质心的震荡幅度组合起来作为优化目标、采用遗传算法作为求解工具、在不同速度输入下求取与之对应的部分最优参数。MATLAB数据仿真对比实验表明,在相同的速度输入时,本文算法规划的步态在前进轴向上具有更大的稳定裕度。2.通过离线规划出来的步态在无干扰的仿真环境下效果很好,但实... 

【文章来源】：武汉工程大学湖北省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

世界上具有代表的几种仿人机器人

国内具有代表性的机器人

图 3.2 线性耦合振荡器模型公式（3.2），（3.3）中（b ，m ）、（b ，m ）、（b ，m ）分别为两个振荡器的振幅、频率以及初始相位，bu 为平衡振荡器的初始偏移量。运动振荡器被分为五个不同的阶段来表示，其中T 为完成双腿跨步所需时间，即步行周期，r为一个步行周期内机器人双脚支撑时间在所占总时间的比例。

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于AHRS反馈的仿人机器人步行稳定控制[J]. 张继文,刘莉,陈恳.  清华大学学报(自然科学版). 2016(08)
[2]智能机器人的现状及发展[J]. 任福继,孙晓.  科技导报. 2015(21)
[3]基于线性耦合振荡器模型的仿人机器人步态规划算法[J]. 汪柳青,尚伟伟.  中国科学技术大学学报. 2014(10)
[4]仿人机器人动态步行控制综述[J]. 刘成军,李祖枢,薛方正.  计算机工程与应用. 2009(33)
[5]基于GCIPM行走的步行机器人路径规划[J]. 李军,李巍巍,王划一,张博.  控制工程. 2006(01)
[6]国外仿人机器人发展概况[J]. 李允明.  机器人. 2005(06)
[7]仿人机器人的研究历史、现状及展望[J]. 谢涛,徐建峰,张永学,强文义.  机器人. 2002(04)
[8]双足机器人稳定性与控制策略研究进展[J]. 付成龙,陈恳.  高技术通讯. 2006 (03)

硕士论文
[1]仿人机器人的步态规划和步行控制研究[D]. 曾鹤.广东工业大学 2014
[2]仿人机器人的步态规划和稳定控制[D]. 陈皞.浙江大学 2012
[3]双足机器人步行仿真与实验研究[D]. 史耀强.上海交通大学 2008



本文编号：3587941