液壓四足機(jī)器人關(guān)節(jié)控制研究

《液壓四足機(jī)器人關(guān)節(jié)控制研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。

1、工學(xué)博士學(xué)位論文液壓四足機(jī)器人關(guān)節(jié)控制研究孫桂濤哈爾濱理工大學(xué)2015年6月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：TP271.31國(guó)際圖書分類號(hào)：681.5.012工學(xué)博士學(xué)位論文液壓四足機(jī)器人關(guān)節(jié)控制研究博士研究生：孫桂濤導(dǎo)師：邵俊鵬教授申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：工學(xué)博士學(xué)科、專業(yè)：機(jī)械制造及其自動(dòng)化所在單位：機(jī)械動(dòng)力工程學(xué)院答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱理工大學(xué)哈爾濱理工大學(xué)博±學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：此處所提交的博±學(xué)位論文《液壓四足機(jī)器人關(guān)節(jié)控制研究》，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，在哈爾濱理工大學(xué)攻讀博±學(xué)位期間獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的成果。據(jù)本人所知

2、，論文中除己注明部分外不包含他人己發(fā)表或撰寫過的研究成果。對(duì)本文研究工作做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中?。蓿崳娒鞔_方式注明。本聲明的法律結(jié)果將完全由本人承擔(dān)。作者簽名：曰期ｏ〇／ｒ年（月＾公曰醜採(cǎi)躬哈爾濱理工大學(xué)博±學(xué)位論文使用授權(quán)書《液壓四足機(jī)器人關(guān)節(jié)控制研究》系本人在哈爾濱理工大學(xué)攻讀博±學(xué)位期間在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的博±學(xué)位論義。本論文的研究成果歸哈爾濱理工大學(xué)所有。本人完全了解哈爾濱理，本論文的硏究?jī)?nèi)容不得Ｗ其它單位的名義發(fā)表工大學(xué)關(guān)于保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，同意學(xué)校保留并向有關(guān)部口提交論文和電子版本，允許論

3、文被查閱和借閱。本人授權(quán)哈爾濱理工大學(xué)可采用影印、縮印或其他復(fù)制手段保存論文，可Ｗ公布論文的全部或部分內(nèi)容。本學(xué)位論文屬于保密□，在年解密后適用授權(quán)書。不保密因／（請(qǐng)?jiān)谏舷鄳?yīng)方框內(nèi)打Ｖ）作者簽名：孫化日反年如。曰爲(wèi)導(dǎo)師簽名ClassifiedIndex:TP271.31U.D.C:681.5.012DissertationfortheDoctorDegreeinEngineeringResearchonJointcontrolofHydraulicQuadrupedRobotCandidate：SunGuitaoSup

4、ervisor：Prof．ShaoJunpengAcademicDegreeAppliedfor：DoctorofEngineeringSpecialty：MechanicalManufacturingandAutomationDateofOralExamination：June,2015University：HarbinUniversityofScienceandTechnology摘要液壓四足機(jī)器人關(guān)節(jié)控制研究摘要液壓四足機(jī)器人具有承載力大、功率密度高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、越障能力強(qiáng)等特點(diǎn)，適合運(yùn)行于野外復(fù)雜環(huán)境中。實(shí)現(xiàn)機(jī)器人以不同步態(tài)的穩(wěn)定運(yùn)行、外

5、擾力下的自平衡以及運(yùn)行于非結(jié)構(gòu)路面時(shí)機(jī)器人機(jī)身姿態(tài)的調(diào)整等均是通過對(duì)機(jī)器人腿部各關(guān)節(jié)的協(xié)調(diào)控制實(shí)現(xiàn)的。機(jī)器人高精度的關(guān)節(jié)控制是實(shí)現(xiàn)機(jī)器人穩(wěn)定運(yùn)行的前提和基礎(chǔ)。液壓四足機(jī)器人已有的研究成果多集中于機(jī)器人步態(tài)，對(duì)液壓四足機(jī)器人關(guān)節(jié)控制技術(shù)進(jìn)行深入研究，探索影響機(jī)器人關(guān)節(jié)控制精度的因素，研究提高關(guān)節(jié)控制精度的控制策略不僅具有理論意義而且具有較高的實(shí)用價(jià)值。針對(duì)液壓四足機(jī)器人電液伺服作動(dòng)器在擺動(dòng)相和支撐相的工況特點(diǎn)，應(yīng)用負(fù)載等效原則分別建立液壓四足機(jī)器人電液伺服作動(dòng)器在擺動(dòng)相、剛性支撐相和彈性支撐相的等效數(shù)學(xué)模型，研究影響電液伺服作動(dòng)器模型結(jié)構(gòu)和模型參數(shù)的因素

6、，應(yīng)用AMESim仿真軟件建立液壓四足機(jī)器人在擺動(dòng)相和支撐相的單腿仿真模型，模擬不同工況下電液伺服作動(dòng)器的階躍響應(yīng)特性和位置跟蹤特性，為后續(xù)研究提供理論依據(jù)。建立液壓四足機(jī)器人電液伺服作動(dòng)器在支撐相的驅(qū)動(dòng)力模型，研究直接進(jìn)行電液伺服作動(dòng)器驅(qū)動(dòng)力控制的限制因素，采用伺服閥流量補(bǔ)償器和速度補(bǔ)償器消除電液伺服作動(dòng)器等效負(fù)載質(zhì)量、等效彈簧剛度、外干擾力等因素變化對(duì)系統(tǒng)性能的影響；基于上述補(bǔ)償環(huán)節(jié)，通過比例、積分控制器構(gòu)成的內(nèi)環(huán)控制器和改進(jìn)最小控制綜合控制器組成的外環(huán)控制器的共同作用提高電液伺服作動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)力伺服精度。針對(duì)僅在擺動(dòng)相進(jìn)行關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角伺服的作動(dòng)器，采用

7、預(yù)報(bào)誤差法辨識(shí)出作動(dòng)器模型參數(shù)并給出其模型誤差模型，基于結(jié)構(gòu)奇異值理論，設(shè)計(jì)作動(dòng)器魯棒控制器并引入前饋?zhàn)钚】刂凭C合算法對(duì)作動(dòng)器進(jìn)行相位補(bǔ)償，以提高擺動(dòng)相關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角伺服精度。針對(duì)在擺動(dòng)相和支撐相均進(jìn)行關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角伺服的作動(dòng)器，采用比例內(nèi)環(huán)控制器進(jìn)行作動(dòng)器控制以使其在不同工況下均具有一定的魯棒性和抗外力干擾能力，在此基礎(chǔ)上，基于幅相控制理論對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行幅值和相位補(bǔ)償以獲得所需的關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角伺服精度。-I-哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)博士學(xué)位論文采用液壓四足機(jī)器人單腿測(cè)試平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，分別進(jìn)行液壓四足機(jī)器人電液伺服作動(dòng)器在擺動(dòng)相、剛性支撐相和彈性支承相的階躍響應(yīng)實(shí)驗(yàn)、支撐

8、相關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)力實(shí)驗(yàn)、擺動(dòng)相關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角跟蹤實(shí)驗(yàn)以及作動(dòng)器在擺動(dòng)相和支撐相周期運(yùn)動(dòng)過程中的機(jī)器人關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)