仿人機(jī)器人的步行平衡控制.pdf

1、仿人機(jī)器人采用與人類(lèi)相似的腿式行走機(jī)構(gòu)，具有在人類(lèi)活動(dòng)的各種復(fù)雜環(huán)境中自由通行的潛力。因此仿人機(jī)器人受到了機(jī)器人研究界的廣泛重視。然而，目前仿人機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)能力與人類(lèi)還相差甚遠(yuǎn)，特別是行走穩(wěn)定性遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足實(shí)際應(yīng)用的需要。仿人機(jī)器人的行走穩(wěn)定性受到多方面因素的影響，其中既包括機(jī)器人硬件性能因素，也包括外界環(huán)境因素。本文針對(duì)仿人機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)非理想特性和環(huán)境中的不平整地形，提出了相應(yīng)的步行平衡控制算法。本文提出的方法可以提升機(jī)器人行走的穩(wěn)定

2、性和對(duì)不平整地形的魯棒性，有助于提升仿人機(jī)器人的行走性能，拓展仿人機(jī)器人的應(yīng)用場(chǎng)景。
　　本文的主要研究?jī)?nèi)容包括:
　　1)仿人機(jī)器人執(zhí)行機(jī)構(gòu)非理想特性的建模。提出了一套執(zhí)行機(jī)構(gòu)非理想特性建模方法，能夠在缺乏直接測(cè)量手段的情況下，得到較為精確的非理想特性模型。
　　2)仿人機(jī)器人行走過(guò)程中的形變補(bǔ)償。提出了一套前饋的形變補(bǔ)償方法，能夠根據(jù)機(jī)器人行走過(guò)程中兩腳和兩髖的期望受力狀況，有效補(bǔ)償執(zhí)行機(jī)構(gòu)非理想特性造成的機(jī)器人連

3、桿形變。
　　3)仿人機(jī)器人行走過(guò)程中的振動(dòng)抑制。提出了基于輸入成形器和基于最優(yōu)控制的兩種振動(dòng)抑制方法，均能夠有效消除仿人機(jī)器人行走過(guò)程中質(zhì)心圍繞參考位置的振動(dòng)。
　　4)仿人機(jī)器人在不平整地面上的行走。提出了一套仿人機(jī)器人不平整地面行走方法，使仿人機(jī)器人能夠在沒(méi)有激光或視覺(jué)傳感器信息的條件下，實(shí)現(xiàn)隨機(jī)不平整地面上穩(wěn)定的行走。
　　本文提出方法的有效性均通過(guò)仿人機(jī)器人Kong-I上的實(shí)物實(shí)驗(yàn)得到了驗(yàn)證。最后一章對(duì)本文主