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半被动双足机器人的准开环控制
被引量：
19
1
作者
付成龙
黄元林
+1 位作者
王健美
陈恳
《机器人》
EI
CSCD
北大核心
2009年第2期110-117,123,共9页
目前的被动行走机器人还只能完成单一的步态,且非常容易摔倒,为此对半被动双足机器人的稳定行走控制问题进行了研究.通过结合被动行走和主动控制两种原理的优点,提出了一种准开环的行走控制方法.通过检测安装在机器人足底和髌骨处的接...
目前的被动行走机器人还只能完成单一的步态,且非常容易摔倒,为此对半被动双足机器人的稳定行走控制问题进行了研究.通过结合被动行走和主动控制两种原理的优点,提出了一种准开环的行走控制方法.通过检测安装在机器人足底和髌骨处的接触开关信号,在髋关节处施加一个间断的、微小的开环振荡力矩,进而实现高效的稳定步行.仿真结果表明,当控制参数在较大范围内变化时,双足机器人仍可实现稳定行走,且步行能耗特性与人类相似;通过调节振荡力矩的参数,机器人可实现稳定的行走模式转换.
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关键词
双足机器人
半被动行走
准开环控制
节能
自稳定
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职称材料
双足机器人半被动行走固定点全局稳定性分析
被引量：
14
2
作者
张奇志
周亚丽
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2013年第3期431-436,共6页
研究半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题。使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用沿着支撑腿方向的脉冲推力作为行走的动力源,采用庞加莱映射方法分析了半被动双足机器人行走的固定点及其稳定性。通过引入一个限位器...
研究半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题。使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用沿着支撑腿方向的脉冲推力作为行走的动力源,采用庞加莱映射方法分析了半被动双足机器人行走的固定点及其稳定性。通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数。证明了半被动双足机器人行走过程固定点的存在性及其全局稳定性,并讨论了固定点存在的动力学附加条件。仿真结果表明:该文提出的采用脉冲推力作为行走的动力源、采用限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数的半被动机器人可以在水平面上稳定行走,并且固定点对干扰具有鲁棒性。
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关键词
双足机器人
半被动行走
固定点
稳定性
脉冲控制
原文传递
基于脉冲推力作用的双足机器人半被动行走
被引量：
6
3
作者
张奇志
周亚丽
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第A01期102-106,共5页
研究了半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题.使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用支撑腿的脉冲推力作为行走的动力源.通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数.采用庞加莱映射方法证明了半被动...
研究了半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题.使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用支撑腿的脉冲推力作为行走的动力源.通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数.采用庞加莱映射方法证明了半被动双足机器人行走固定点的存在性及其稳定性.分析了脉冲推力作用方向对双足机器人稳定行走的影响,并讨论了固定点存在的动力学附加条件.针对模型已知和未知2种情况,分别设计了行走控制律.理论分析和仿真结果表明,采用所提出的控制方法,半被动机器人可以在水平面上稳定行走,当脉冲推力作用方向与前腿垂直时控制效率最高.
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关键词
双足机器人
半被动行走
脉冲推力
固定点
稳定性
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职称材料
单电动机驱动的半被动双足机器人设计与实现
被引量：
6
4
作者
张奇志
周亚丽
+3 位作者
徐鑫鑫
张万杰
律晔
吴康
《北京信息科技大学学报（自然科学版）》
2016年第2期1-6,共6页
研究了半被动双足机器人系统的设计问题。提出了一种双足机器人驱动腿的设计方法,给出了半被动双足机器人机械结构、控制系统和软件系统的设计方案。设计并实现了一种采用单电动机驱动的半被动双足机器人,该机器人具有重量轻、结构紧凑...
研究了半被动双足机器人系统的设计问题。提出了一种双足机器人驱动腿的设计方法,给出了半被动双足机器人机械结构、控制系统和软件系统的设计方案。设计并实现了一种采用单电动机驱动的半被动双足机器人,该机器人具有重量轻、结构紧凑、功耗低的特点,可以简化为可变支撑杆长的倒立摆系统。初步实验表明,该机器人适合半被动双足机器人行走控制的实验研究。
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关键词
双足机器人
半被动行走
固定点
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职称材料
六足机器人半被动行走步态控制方法及其动力学仿真
被引量：
5
5
作者
于晓春
贾骏恺
+3 位作者
李化洋
徐昭辉
齐臣坤
高峰
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2022年第1期55-61,共7页
为降低六足机器人稳定行走能耗,提出了一种六足机器人半被动行走步态控制方法。首先,通过分析半被动行走步态的混合动力学模型,并考虑不平整地形下六足机器人多条摆动腿落地差异,提出具有摆动腿提前触地调整策略的六足机器人半被动行走...
为降低六足机器人稳定行走能耗,提出了一种六足机器人半被动行走步态控制方法。首先,通过分析半被动行走步态的混合动力学模型,并考虑不平整地形下六足机器人多条摆动腿落地差异,提出具有摆动腿提前触地调整策略的六足机器人半被动行走控制方法。其次,基于胞映射原理分析步态稳定性并寻找初始值吸引域作为仿真起始条件。最后,在UG/Simulink联合仿真环境下对机器人低能耗半被动行走能力进行验证。仿真结果显示,六足机器人半被动行走步态的传输能耗远低于主动控制机器人的能耗,且具备台阶等不平整地形适应能力,对六足机器人复杂环境下远距离长时间作业有重要意义。
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关键词
六足机器人
半被动行走
混合动力学
传输能耗
原文传递
伸缩腿双足机器人半被动行走控制研究
被引量：
5
6
作者
张奇志
周亚丽
《动力学与控制学报》
2019年第1期1-6,共6页
研究半被动伸缩腿双足机器人行走控制和周期解的全局稳定性问题.使用杆长可变的倒立摆机器人模型,以支撑腿的伸缩作为行走动力源,采用庞加莱映射方法分析了双足机器人行走的不动点及其稳定性.当脚与地面冲击时,假设两腿间的夹角保持为常...
研究半被动伸缩腿双足机器人行走控制和周期解的全局稳定性问题.使用杆长可变的倒立摆机器人模型,以支撑腿的伸缩作为行走动力源,采用庞加莱映射方法分析了双足机器人行走的不动点及其稳定性.当脚与地面冲击时,假设两腿间的夹角保持为常数,设计了腿伸缩长度的支撑腿角度反馈控制率.证明了伸缩腿双足机器人行走过程不动点的全局稳定性.仿真结果表明,本文提出的腿伸缩长度反馈控制可以实现伸缩腿双足机器人在水平面上的稳定行走,并且周期步态对执行器干扰和支撑腿初始角速度干扰具有鲁棒性.
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关键词
双足机器人
伸缩腿
周期解
不动点
半被动行走
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职称材料
变刚度半被动双足机器人行走的仿人控制
被引量：
3
7
作者
张瑞
张奇志
周亚丽
《力学与实践》
北大核心
2020年第5期551-557,共7页
研究了变刚度半被动双足机器人行走控制问题。采用仿人的行走控制策略,使用变刚度双足弹簧负载倒立摆模型,利用模型自稳定性,在双支撑阶段调整后腿刚度使机器人的能量保持在期望能量附近,在单支撑阶段调整摆动腿落地位置控制质点的高度...
研究了变刚度半被动双足机器人行走控制问题。采用仿人的行走控制策略,使用变刚度双足弹簧负载倒立摆模型,利用模型自稳定性,在双支撑阶段调整后腿刚度使机器人的能量保持在期望能量附近,在单支撑阶段调整摆动腿落地位置控制质点的高度和前向速度。仿真结果表明:本文采用的控制策略可以实现双足机器人在水平面上的稳定行走,无扰动时可以使机器人实现零输入的被动周期行走,有外部扰动时腿部变刚度控制可使机器人总能量恢复平衡并重新进入稳态行走,控制系统具有鲁棒性。
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关键词
双足机器人
仿人控制
弹簧负载倒立摆模型
变刚度
半被动行走
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职称材料
平面半被动双足机器人步态稳定性分析
被引量：
1
8
作者
张朝旭
张奇志
周亚丽
《北京信息科技大学学报（自然科学版）》
2014年第4期30-36,共7页
建立了以踝关节脉冲推力为动力源的平面半被动双足机器人模型,并推荐利用拉格朗日第二类方程得到机器人的动力学方程。为判断模型的稳定性,采用庞加莱映射方法分析了半被动双足机器人行走的固定点及其稳定性,并讨论了模型稳定行走的动...
建立了以踝关节脉冲推力为动力源的平面半被动双足机器人模型,并推荐利用拉格朗日第二类方程得到机器人的动力学方程。为判断模型的稳定性,采用庞加莱映射方法分析了半被动双足机器人行走的固定点及其稳定性,并讨论了模型稳定行走的动力学附加条件。分析了模型中各机械参数对模型稳定性的影响。最后,在脉冲推力作用时添加扰动模型仍能稳定行走,证明模型对脉冲干扰具有鲁棒性。
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关键词
双足机器人
半被动行走
脉冲推力
稳定性
鲁棒性
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职称材料
题名
半被动双足机器人的准开环控制
被引量：
19
1
作者
付成龙
黄元林
王健美
陈恳
机构
清华大学摩擦学国家重点实验室
清华大学精密仪器与机械学系
出处
《机器人》
EI
CSCD
北大核心
2009年第2期110-117,123,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(50805082
50575119)
+2 种基金
国家863计划资助项目(2006AA042253)
清华大学摩擦学国家重点实验室自主研究课题(SKLT08B09)
教育部博士点基金资助项目(20060003026).
文摘
目前的被动行走机器人还只能完成单一的步态,且非常容易摔倒,为此对半被动双足机器人的稳定行走控制问题进行了研究.通过结合被动行走和主动控制两种原理的优点,提出了一种准开环的行走控制方法.通过检测安装在机器人足底和髌骨处的接触开关信号,在髋关节处施加一个间断的、微小的开环振荡力矩,进而实现高效的稳定步行.仿真结果表明,当控制参数在较大范围内变化时,双足机器人仍可实现稳定行走,且步行能耗特性与人类相似;通过调节振荡力矩的参数,机器人可实现稳定的行走模式转换.
关键词
双足机器人
半被动行走
准开环控制
节能
自稳定
Keywords
biped
robot
semi
-
passive
walking
quasi
open-loop
control
energy
efficiency
self-stable
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
下载PDF
职称材料
题名
双足机器人半被动行走固定点全局稳定性分析
被引量：
14
2
作者
张奇志
周亚丽
机构
北京信息科技大学自动化学院
出处
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2013年第3期431-436,共6页
基金
国家自然科学基金项目(11172047
11072038)
北京市属高等学校人才强教深化计划项目(PHR201106131)
文摘
研究半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题。使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用沿着支撑腿方向的脉冲推力作为行走的动力源,采用庞加莱映射方法分析了半被动双足机器人行走的固定点及其稳定性。通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数。证明了半被动双足机器人行走过程固定点的存在性及其全局稳定性,并讨论了固定点存在的动力学附加条件。仿真结果表明:该文提出的采用脉冲推力作为行走的动力源、采用限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数的半被动机器人可以在水平面上稳定行走,并且固定点对干扰具有鲁棒性。
关键词
双足机器人
半被动行走
固定点
稳定性
脉冲控制
Keywords
biped
robot
semi
-
passive
walking
fixed
point
stability
impulsive
control
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
基于脉冲推力作用的双足机器人半被动行走
被引量：
6
3
作者
张奇志
周亚丽
机构
北京信息科技大学自动化学院
出处
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第A01期102-106,共5页
基金
国家自然科学基金资助项目(11172047
11072038)
北京市属高等学校人才强教深化计划资助项目(PHR201106131)
文摘
研究了半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题.使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用支撑腿的脉冲推力作为行走的动力源.通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数.采用庞加莱映射方法证明了半被动双足机器人行走固定点的存在性及其稳定性.分析了脉冲推力作用方向对双足机器人稳定行走的影响,并讨论了固定点存在的动力学附加条件.针对模型已知和未知2种情况,分别设计了行走控制律.理论分析和仿真结果表明,采用所提出的控制方法,半被动机器人可以在水平面上稳定行走,当脉冲推力作用方向与前腿垂直时控制效率最高.
关键词
双足机器人
半被动行走
脉冲推力
固定点
稳定性
Keywords
biped
robot
semi
-
passive
walking
impulsive
push
fixed
point
stability
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
单电动机驱动的半被动双足机器人设计与实现
被引量：
6
4
作者
张奇志
周亚丽
徐鑫鑫
张万杰
律晔
吴康
机构
北京信息科技大学自动化学院
北京沃普拉斯科技有限公司
出处
《北京信息科技大学学报（自然科学版）》
2016年第2期1-6,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(11172047)
文摘
研究了半被动双足机器人系统的设计问题。提出了一种双足机器人驱动腿的设计方法,给出了半被动双足机器人机械结构、控制系统和软件系统的设计方案。设计并实现了一种采用单电动机驱动的半被动双足机器人,该机器人具有重量轻、结构紧凑、功耗低的特点,可以简化为可变支撑杆长的倒立摆系统。初步实验表明,该机器人适合半被动双足机器人行走控制的实验研究。
关键词
双足机器人
半被动行走
固定点
Keywords
biped
robot
semi
-
passive
walking
fixed
point
分类号
TP24 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
六足机器人半被动行走步态控制方法及其动力学仿真
被引量：
5
5
作者
于晓春
贾骏恺
李化洋
徐昭辉
齐臣坤
高峰
机构
上海交通大学机械与动力工程学院
出处
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2022年第1期55-61,共7页
基金
国家重点研发计划(2021 YFF0307904)
国家自然科学基金(51975351)资助项目。
文摘
为降低六足机器人稳定行走能耗,提出了一种六足机器人半被动行走步态控制方法。首先,通过分析半被动行走步态的混合动力学模型,并考虑不平整地形下六足机器人多条摆动腿落地差异,提出具有摆动腿提前触地调整策略的六足机器人半被动行走控制方法。其次,基于胞映射原理分析步态稳定性并寻找初始值吸引域作为仿真起始条件。最后,在UG/Simulink联合仿真环境下对机器人低能耗半被动行走能力进行验证。仿真结果显示,六足机器人半被动行走步态的传输能耗远低于主动控制机器人的能耗,且具备台阶等不平整地形适应能力,对六足机器人复杂环境下远距离长时间作业有重要意义。
关键词
六足机器人
半被动行走
混合动力学
传输能耗
Keywords
hexapod
robot
semi
-
passive
walking
hybrid
dynamics
mechanical
cost
of
transport
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
原文传递
题名
伸缩腿双足机器人半被动行走控制研究
被引量：
5
6
作者
张奇志
周亚丽
机构
北京信息科技大学自动化学院
出处
《动力学与控制学报》
2019年第1期1-6,共6页
基金
国家自然科学基金资助项目(11172047
11672044)~~
文摘
研究半被动伸缩腿双足机器人行走控制和周期解的全局稳定性问题.使用杆长可变的倒立摆机器人模型,以支撑腿的伸缩作为行走动力源,采用庞加莱映射方法分析了双足机器人行走的不动点及其稳定性.当脚与地面冲击时,假设两腿间的夹角保持为常数,设计了腿伸缩长度的支撑腿角度反馈控制率.证明了伸缩腿双足机器人行走过程不动点的全局稳定性.仿真结果表明,本文提出的腿伸缩长度反馈控制可以实现伸缩腿双足机器人在水平面上的稳定行走,并且周期步态对执行器干扰和支撑腿初始角速度干扰具有鲁棒性.
关键词
双足机器人
伸缩腿
周期解
不动点
半被动行走
Keywords
biped
robot
telescopic
legs
periodic
solutions
fixed
point
semi
-
passive
walking
分类号
TP242 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
变刚度半被动双足机器人行走的仿人控制
被引量：
3
7
作者
张瑞
张奇志
周亚丽
机构
北京信息科技大学自动化学院
出处
《力学与实践》
北大核心
2020年第5期551-557,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(11672044)。
文摘
研究了变刚度半被动双足机器人行走控制问题。采用仿人的行走控制策略,使用变刚度双足弹簧负载倒立摆模型,利用模型自稳定性,在双支撑阶段调整后腿刚度使机器人的能量保持在期望能量附近,在单支撑阶段调整摆动腿落地位置控制质点的高度和前向速度。仿真结果表明:本文采用的控制策略可以实现双足机器人在水平面上的稳定行走,无扰动时可以使机器人实现零输入的被动周期行走,有外部扰动时腿部变刚度控制可使机器人总能量恢复平衡并重新进入稳态行走,控制系统具有鲁棒性。
关键词
双足机器人
仿人控制
弹簧负载倒立摆模型
变刚度
半被动行走
Keywords
bipedal
robot
human-like
control
spring
loaded
inverted
pendulum
model
variable
stiffness
semi
-
passive
walking
分类号
TP242.6 [自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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职称材料
题名
平面半被动双足机器人步态稳定性分析
被引量：
1
8
作者
张朝旭
张奇志
周亚丽
机构
北京信息科技大学自动化学院
出处
《北京信息科技大学学报（自然科学版）》
2014年第4期30-36,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(11172047
11072038)
北京市属高等学校人才强教深化计划资助项目(PHR201106131)
文摘
建立了以踝关节脉冲推力为动力源的平面半被动双足机器人模型,并推荐利用拉格朗日第二类方程得到机器人的动力学方程。为判断模型的稳定性,采用庞加莱映射方法分析了半被动双足机器人行走的固定点及其稳定性,并讨论了模型稳定行走的动力学附加条件。分析了模型中各机械参数对模型稳定性的影响。最后,在脉冲推力作用时添加扰动模型仍能稳定行走,证明模型对脉冲干扰具有鲁棒性。
关键词
双足机器人
半被动行走
脉冲推力
稳定性
鲁棒性
Keywords
biped
robot
semi
-
passive
walking
impulsive
push
stability
robustness
分类号
TP391 [自动化与计算机技术—计算机应用技术]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
半被动双足机器人的准开环控制
付成龙
黄元林
王健美
陈恳
《机器人》
EI
CSCD
北大核心
2009
19
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职称材料
2
双足机器人半被动行走固定点全局稳定性分析
张奇志
周亚丽
《工程力学》
EI
CSCD
北大核心
2013
14
原文传递
3
基于脉冲推力作用的双足机器人半被动行走
张奇志
周亚丽
《东南大学学报（自然科学版）》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
6
下载PDF
职称材料
4
单电动机驱动的半被动双足机器人设计与实现
张奇志
周亚丽
徐鑫鑫
张万杰
律晔
吴康
《北京信息科技大学学报（自然科学版）》
2016
6
下载PDF
职称材料
5
六足机器人半被动行走步态控制方法及其动力学仿真
于晓春
贾骏恺
李化洋
徐昭辉
齐臣坤
高峰
《机械设计与研究》
CSCD
北大核心
2022
5
原文传递
6
伸缩腿双足机器人半被动行走控制研究
张奇志
周亚丽
《动力学与控制学报》
2019
5
下载PDF
职称材料
7
变刚度半被动双足机器人行走的仿人控制
张瑞
张奇志
周亚丽
《力学与实践》
北大核心
2020
3
下载PDF
职称材料
8
平面半被动双足机器人步态稳定性分析
张朝旭
张奇志
周亚丽
《北京信息科技大学学报（自然科学版）》
2014
1
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职称材料
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