自由式滑雪機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、在體育事業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，運(yùn)動(dòng)員要想獲得好的成績(jī)，除了要有刻苦的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，還需要大量科學(xué)技術(shù)的研究支持。近年來，自由式滑雪空中技巧項(xiàng)目因其強(qiáng)烈的觀賞性備受觀眾的喜愛，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)其進(jìn)行了大量的研究，但多運(yùn)用生物力學(xué)方法，以實(shí)驗(yàn)測(cè)試為主，很少涉及建立仿人機(jī)器人模型進(jìn)行研究。
　　因此，本文以世界優(yōu)秀女子運(yùn)動(dòng)員——徐夢(mèng)桃為研究對(duì)象，選擇助滑階段的運(yùn)動(dòng)員各個(gè)關(guān)節(jié)角度、角速度、角加速度的變化對(duì)運(yùn)動(dòng)員成績(jī)的影響為研究?jī)?nèi)容，建立了自由式滑雪機(jī)

2、器人三維模型，并基于SimMechanics建立自由式滑雪機(jī)器人模型，并進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)的仿真。同時(shí)討論了自由式滑雪機(jī)器人的穩(wěn)定性判據(jù)，并研究了兩種穩(wěn)定性控制方法。具體的工作內(nèi)容如下:
　　首先，用Pro/Engineer建立了20個(gè)自由度的自由式滑雪機(jī)器人三維模型。并建立了自由式滑雪機(jī)器人的SimMechanics仿真模型，對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的分析，從仿真結(jié)果中可以得到自由式滑雪機(jī)器人在助滑階段身體各個(gè)關(guān)節(jié)角度、角速度、角

3、加速度、驅(qū)動(dòng)力和驅(qū)動(dòng)力矩的變化曲線。
　　其次，基于ZMP穩(wěn)定性判據(jù)推倒了期望ZMP與實(shí)際ZMP的計(jì)算公式，提出了通過控制髖關(guān)節(jié)來實(shí)現(xiàn)調(diào)整自由式滑雪機(jī)器人期望ZMP（即上身姿態(tài)）的方案。并運(yùn)用MATLAB的模糊邏輯工具箱建立了自由式滑雪機(jī)器人髖關(guān)節(jié)的模糊控制系統(tǒng)。
　　最后，將模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)合起來，運(yùn)用MATLAB/ANFIS工具箱建立自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模糊控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)具有自學(xué)習(xí)的功能，能夠自動(dòng)調(diào)節(jié)隸屬函數(shù)的參