液压四足机器人多目标分级优化控制研究
发布时间：2021-12-17 03:21
液压四足机器人是典型的机电液一体化产品,运动过程涉及因素较多,在实现期望动作目标的条件下,通常希望机器人机身具有较小的动量、较低的能耗,同时,在运行过程中需考虑机器人自身的运动学约束条件、动力学约束条件和结构参数限制因素。即,四足机器人的运行属于多目标任务条件下的多约束问题。研究液压四足机器人在多约束条件下的运动控制问题,探讨提高液压四足机器人整体性能的运动目标,研究多约束条件下的多目标问题的数学描述及其求解方法,不仅具有重要的理论意义,而且对提高液压四足机器人整体性能亦具有重要的现实意义。针对运动学方程和动力学方程在机器人轨迹规划和运动控制方面的重要性,建立液压四足机器人整机运动学方程,建立机器人关节速度与足端速度间的数学映射关系。在此基础上,获取机器人各连杆质心线加速度、角速度和角加速度,并运用牛顿—欧拉法建立机器人各腿动力学方程,获取机器人各关节扭矩、机身与腿部间的作用力和作用力矩。在此运用牛顿—欧拉法建立液压四足机器人机身动力学方程,进而获得四足机器人整机动力学方程。考虑高精度关节扭矩控制在机器人运行过程中的重要性,以及电液伺服作动器力控制可能存在的问题,分析机器人关节位置控制...
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
气动四足机器人
图1-2 BISAM四足机器人美国Boston dynamics公司在2005年首次推出了历经十年的研究成果BigDog四足机器人[6-9],机器人在草地、山地、沙滩、冰面等多种非结构路面条件下均表现出较好的动态特性,其整体的静动态性能随即引起了广泛关注。随后,Boston dynamics公司又陆续推出了重载四足机器人LS3、快速奔跑四足机器人Wildcat[10]和小负载四足机器人Spot[11]以及电动四足机器人MiniSpot[12],部分机器人如图1-4所示。总体而言,Boston dynamics四足机器人整体性能优异,在机器人结构设计和系统集成方面均采用了当下最先进的技术,代表了四足机器人研究的最高水准。但由于该公司特殊的军事背景,加之公司特点,其公布的技术资料多集中于专利方面,在论文方面析出的技术资料较少,外界缺乏对其机器人设计理念、控制策略和控制原理的了解。但在此影响下,众多研究机构开展了相应液压四足机器人的研究工作,如意大利IIT[13-15]、韩国工业技术研究院[16-18]、国内的北京理工大学[19-20]、上海交通大学[21-22]、山东大学[23-25]、国防科技大学[26-27]、哈尔滨工业大学[28-29]、哈尔滨理工大学[30-31]等。各研究单位在液压机器人结构设计[32-34]、液压机器人关节控制[35-37]和步态规划[38-39]、轨迹生成等方面进行了广泛而深入的研究工作,并取得了一定的研究成果,在一定程度上推动了四足机器人技术的发展,但四足机器人整体性能较Boston dynamics四足机器人存在较大差距,各方面均有待进一步提高。
美国Boston dynamics公司在2005年首次推出了历经十年的研究成果BigDog四足机器人[6-9],机器人在草地、山地、沙滩、冰面等多种非结构路面条件下均表现出较好的动态特性,其整体的静动态性能随即引起了广泛关注。随后,Boston dynamics公司又陆续推出了重载四足机器人LS3、快速奔跑四足机器人Wildcat[10]和小负载四足机器人Spot[11]以及电动四足机器人MiniSpot[12],部分机器人如图1-4所示。总体而言,Boston dynamics四足机器人整体性能优异,在机器人结构设计和系统集成方面均采用了当下最先进的技术,代表了四足机器人研究的最高水准。但由于该公司特殊的军事背景,加之公司特点,其公布的技术资料多集中于专利方面,在论文方面析出的技术资料较少,外界缺乏对其机器人设计理念、控制策略和控制原理的了解。但在此影响下,众多研究机构开展了相应液压四足机器人的研究工作,如意大利IIT[13-15]、韩国工业技术研究院[16-18]、国内的北京理工大学[19-20]、上海交通大学[21-22]、山东大学[23-25]、国防科技大学[26-27]、哈尔滨工业大学[28-29]、哈尔滨理工大学[30-31]等。各研究单位在液压机器人结构设计[32-34]、液压机器人关节控制[35-37]和步态规划[38-39]、轨迹生成等方面进行了广泛而深入的研究工作,并取得了一定的研究成果,在一定程度上推动了四足机器人技术的发展,但四足机器人整体性能较Boston dynamics四足机器人存在较大差距,各方面均有待进一步提高。图1-5意大利IIT四足机器人
本文编号：3539317
【文章来源】：哈尔滨理工大学黑龙江省
【文章页数】：122 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
气动四足机器人
图1-2 BISAM四足机器人美国Boston dynamics公司在2005年首次推出了历经十年的研究成果BigDog四足机器人[6-9],机器人在草地、山地、沙滩、冰面等多种非结构路面条件下均表现出较好的动态特性,其整体的静动态性能随即引起了广泛关注。随后,Boston dynamics公司又陆续推出了重载四足机器人LS3、快速奔跑四足机器人Wildcat[10]和小负载四足机器人Spot[11]以及电动四足机器人MiniSpot[12],部分机器人如图1-4所示。总体而言,Boston dynamics四足机器人整体性能优异,在机器人结构设计和系统集成方面均采用了当下最先进的技术,代表了四足机器人研究的最高水准。但由于该公司特殊的军事背景,加之公司特点,其公布的技术资料多集中于专利方面,在论文方面析出的技术资料较少,外界缺乏对其机器人设计理念、控制策略和控制原理的了解。但在此影响下,众多研究机构开展了相应液压四足机器人的研究工作,如意大利IIT[13-15]、韩国工业技术研究院[16-18]、国内的北京理工大学[19-20]、上海交通大学[21-22]、山东大学[23-25]、国防科技大学[26-27]、哈尔滨工业大学[28-29]、哈尔滨理工大学[30-31]等。各研究单位在液压机器人结构设计[32-34]、液压机器人关节控制[35-37]和步态规划[38-39]、轨迹生成等方面进行了广泛而深入的研究工作,并取得了一定的研究成果,在一定程度上推动了四足机器人技术的发展,但四足机器人整体性能较Boston dynamics四足机器人存在较大差距,各方面均有待进一步提高。
美国Boston dynamics公司在2005年首次推出了历经十年的研究成果BigDog四足机器人[6-9],机器人在草地、山地、沙滩、冰面等多种非结构路面条件下均表现出较好的动态特性,其整体的静动态性能随即引起了广泛关注。随后,Boston dynamics公司又陆续推出了重载四足机器人LS3、快速奔跑四足机器人Wildcat[10]和小负载四足机器人Spot[11]以及电动四足机器人MiniSpot[12],部分机器人如图1-4所示。总体而言,Boston dynamics四足机器人整体性能优异,在机器人结构设计和系统集成方面均采用了当下最先进的技术,代表了四足机器人研究的最高水准。但由于该公司特殊的军事背景,加之公司特点,其公布的技术资料多集中于专利方面,在论文方面析出的技术资料较少,外界缺乏对其机器人设计理念、控制策略和控制原理的了解。但在此影响下,众多研究机构开展了相应液压四足机器人的研究工作,如意大利IIT[13-15]、韩国工业技术研究院[16-18]、国内的北京理工大学[19-20]、上海交通大学[21-22]、山东大学[23-25]、国防科技大学[26-27]、哈尔滨工业大学[28-29]、哈尔滨理工大学[30-31]等。各研究单位在液压机器人结构设计[32-34]、液压机器人关节控制[35-37]和步态规划[38-39]、轨迹生成等方面进行了广泛而深入的研究工作,并取得了一定的研究成果,在一定程度上推动了四足机器人技术的发展,但四足机器人整体性能较Boston dynamics四足机器人存在较大差距,各方面均有待进一步提高。图1-5意大利IIT四足机器人
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