【摘 要】
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迄今,越来越多的双足机器人能够在实验室里甚至户外环境下步行。对于具有一个欠驱动自由度的2D(平面)双足机器人,由虚拟约束和混合零动力学方法可解决机器人周期性步态规划及控制器设计问题,并可获得具有封闭形式的稳定性判据。然而,这些控制方法很难应用到实际机器人上,3D(空间)情况下双足机器人的运动稳定性机制仍然是一个研究难点。此外,以往对控制器的设计基本采用基于事件的控制方法,但该方法在进行扰动补偿时可
【机 构】
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浙江大学机械工程学院现代制造工程研究所,杭州310027
【出 处】
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第十六届全国非线性振动暨第十三届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议
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迄今,越来越多的双足机器人能够在实验室里甚至户外环境下步行。对于具有一个欠驱动自由度的2D(平面)双足机器人,由虚拟约束和混合零动力学方法可解决机器人周期性步态规划及控制器设计问题,并可获得具有封闭形式的稳定性判据。然而,这些控制方法很难应用到实际机器人上,3D(空间)情况下双足机器人的运动稳定性机制仍然是一个研究难点。此外,以往对控制器的设计基本采用基于事件的控制方法,但该方法在进行扰动补偿时可能产生时滞现象,从而会导致控制失效。本文将虚拟约束和混合零动力学方法扩展到一种具有特殊欠驱动形式的3D线足机器人周期步态规划与稳定性控制研究。首先,基于拉格朗日方法,建立具有线形无质量双足的3D机器人动力学模型；其次,对该线足机器人的周期步态进行规划,并进一步研究其稳定性；接着,为提高控制器的鲁棒性,基于李雅普诺夫函数的控制器设计理论,建立机器人稳定行走的反馈控制方法；最后,为验证本文方法的有效性,对一类3D五杆线足机器人模型进行了仿真分析。
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