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《雙足機器人穩(wěn)定行走步行模式的研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、第39卷第2期東南大學學報(自然科學版)Vo1．39NO．22009年3月JOURNALOFSOUTHEASTUNIVERSITY(NaturalScienceEdition)Mar．2009雙足機器人穩(wěn)定行走步行模式的研究韓亞麗王興松羅翔(東南大學機械工程學院，南京21l189)摘要：研究了一種基于零力矩點(ZMP)預觀控制系統(tǒng)的雙足機器人穩(wěn)定行走步行模式生成方法．通過對雙足機器人行走過程中行走參數(shù)及ZMP軌跡進行規(guī)劃，計算出機器人行走過程中的質心軌跡．由運動學模型求解出其行走過程中步行姿態(tài)，預觀控制器利用未來目標ZMP參考值和雙足機器人狀態(tài)計算控制輸入
2、，對機器人進行穩(wěn)定行走控制．最后采用ADAMS和Matlab／Simulink聯(lián)合仿真技術對離線步行模式進行仿真驗證，仿真結果表明雙足機器人虛擬樣機可實現(xiàn)穩(wěn)定行走效果．關鍵詞：雙足機器人；零力矩點；步行模式；預觀控制；聯(lián)合仿真中圖分類號：TH112文獻標志碼：A文章編號：1001—0505(2009)02-o238_I)7StudyofstabilizationwalkingpatternforbipedrobotHanYaliWangXingsongLuoXiang(SchoolofMechanicalEngineering，SoutheastUnive
3、rsity，Nanji“g211189，China)Abstract：Amethodofstabilizationwalkingpatterngenerationbasedonzeromomentpoint(ZMP)andpreviewcontrolsystemisintroduced．Byplanningthewalkingparameters(steplength，stepheight，cycletimeetc．)andzMPtrajectories，theCoM(centerofmass)trajectoryisderivedbyU—singacar
4、t—tablemodeI．a(chǎn)ndarobotstateiscomputedbyinversekinematics．ThepreviewcontrolsystemcalculatestheinputbyusingtheflamereferenceofZMPandtherobotstate．GaitplanninginformationbasedonwalkingpatterngenerationmethodisimportedintoADAMSascontrolsignalsthroughADAMS／Controlmodule．Errorscompensat
5、ionbasedoncontrolalgorithmiSimplementedbyMatlab／Simulink．IntheADAMS／Simulinkunitedsimulationenvironment，thevirtualmodelcanwalkstably．Thesimulationresultsverifythevalidityofwalkingpatterngenerator．Keywords：bipedrobot；zeromomentpoint；walkingpattern；previewcontrol；unitedsimulation雙足機
6、器人的研究歷史已有近40年，早在度多，動力學系統(tǒng)復雜，其運動的穩(wěn)定性很難保證．1968年，美國通用公司試制了一臺名為“Rig”的操如何進行雙足機器人行走步態(tài)的設計以適應縱型雙足機器人，揭開了雙足機器人研究的序不同路況下動態(tài)穩(wěn)定行走的需要已經(jīng)成為雙足機幕¨j．目前雙足機器人已取得了一些重要成果，尤器人動態(tài)行走的關鍵．雙足步行機器人的步態(tài)規(guī)劃其是近幾年來隨著驅動器、傳感器、計算機軟硬件方法主要有以下幾種：①早期步行模式規(guī)劃方法等相關技術的發(fā)展，出現(xiàn)了大量的機器人樣機，不是利用記錄人類行走的數(shù)據(jù)通過模擬人類行走過僅實現(xiàn)了平地步行、上下樓梯和上下斜坡等步態(tài)，程中關
7、節(jié)角度的變化，來進行雙足機器人穩(wěn)定行走有的還能實現(xiàn)跑步、彈跳及跳舞等動作，但是雙足步態(tài)規(guī)劃；②將神經(jīng)元振動網(wǎng)絡用于雙足步行機器人距離實用化尚有距離，主要原因就是步態(tài)綜機器人3D空間內關節(jié)軌跡生成，并采用諧波平衡合問題還沒有徹底解決，步態(tài)綜合之所以困難法和遺傳算法來決定網(wǎng)絡的連接權值進行機器人是由于雙足機器人是一個復雜的多剛體系統(tǒng)，自由行走規(guī)劃；③將ZMP穩(wěn)定性原則應用到雙足步收稿日期：2008-08-21．作者簡介：韓亞麗(1978一)，女，博士生；王興松(聯(lián)系人)，男，博士，教授，博士生導師，xswang@seu．edu．cn基金項目：國家高技術研究發(fā)展
8、計劃(863計劃)資助項目(2006AAIMZ234)、國家自然科
