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考虑摆动腿动态的变长度柔性双足机器人步态切换控制研究 被引量：4
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作者 廖发康 周亚丽 张奇志 《力学与实践》 北大核心 2022年第3期605-617,共13页
弹簧负载倒立摆模型是一种典型的双足行走模型,已经成为研究机器人类人行走的基础。本文在此模型的基础上进行了扩展,通过添加刚性躯干、脚质量及采用变长度伸缩腿,充分考虑了躯干及摆动腿动力学对机器人行走步态的影响。首先,利用欧拉... 弹簧负载倒立摆模型是一种典型的双足行走模型,已经成为研究机器人类人行走的基础。本文在此模型的基础上进行了扩展,通过添加刚性躯干、脚质量及采用变长度伸缩腿,充分考虑了躯干及摆动腿动力学对机器人行走步态的影响。首先,利用欧拉–拉格朗日法推导了动力学方程。其次,设计了反馈线性化控制器来跟踪目标轨迹,以及调节摆动腿和躯干的姿态。第三,提出了步态切换策略,通过控制腿部长度和髋关节力矩来实现步态切换,从而改变平均行走速度。最后,通过计算机仿真验证了该方法的有效性。仿真结果表明:该控制策略能够有效地跟踪系统的期望轨迹及实现两种自然步态之间的切换,并形成稳定的极限环,实现机器人的稳定行走。 展开更多
关键词 双足机器人 躯干 摆动腿动力学 步态切换 可变腿长度 髋关节力矩
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基于变腿长的弹性无缘轮动力学与行走控制
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作者 王子威 张奇志 戈新生 《力学季刊》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期970-982,共13页
研究弹性无缘轮沿斜面半被动行走的动力学建模和控制问题.首先基于弹簧负载倒立摆模型,利用拉格朗日方法建立弹性无缘轮的动力学模型;其次采用反馈线性化的思想设计控制器,通过控制弹性腿的长度,缩小弹性无缘轮行走误差,实现稳定的周期... 研究弹性无缘轮沿斜面半被动行走的动力学建模和控制问题.首先基于弹簧负载倒立摆模型,利用拉格朗日方法建立弹性无缘轮的动力学模型;其次采用反馈线性化的思想设计控制器,通过控制弹性腿的长度,缩小弹性无缘轮行走误差,实现稳定的周期行走;最后,在理论研究的基础上进行了仿真实验,验证了基于变腿长的控制策略在外部干扰和自身参数误差的情况下的控制效果,同时在仿真实验中发现,相同的外部扰动作用在单、双支撑不同阶段会产生不同的影响,分析了产生这种差异的原因.仿真结果表明:基于变腿长设计的控制器能够实现弹性无缘轮沿斜坡的稳定行走,同时能对来自外界的干扰进行有效抑制,使弹性无缘轮迅速恢复到周期性稳定行走状态,并且在弹性无缘轮自身参数有误差时仍具有相当的鲁棒性. 展开更多
关键词 弹性无缘轮 变腿长 半被动控制 斜坡行走
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