检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：刘爱莲吉林大学

学位级别：硕士

传统欠驱动双足步行机器人大多只能在倾斜地面上沿直线向下行走，质心轨迹为二维平面曲线，因此将其称为二维平面运动；若机器人能够同时在前进方向的正交平面内运动，则质心轨迹为三维空间曲线，因此将其称为三维空间运动。在最初的研... 详细信息

传统欠驱动双足步行机器人大多只能在倾斜地面上沿直线向下行走，质心轨迹为二维平面曲线，因此将其称为二维平面运动；若机器人能够同时在前进方向的正交平面内运动，则质心轨迹为三维空间曲线，因此将其称为三维空间运动。在最初的研究中，为了提高欠驱动步行机器人行走的稳定性，降低理论研究的复杂性，简化机器人的机构设计和平衡控制，大都通过机械约束对机器人的运动轨迹加以限制，只允许其进行前向运动，即二维平面运动。此时，机器人的位姿只能在机器人前进方向和竖直方向上发生变化。但考虑到实际的运动步态，仿人双足机器人行走过程中还应出现侧向摇摆，即三维空间运动。此时，机器人的位姿还可以在侧向发生变化。稳定、高效和鲁棒性是双足步行机器人研究的根本要求，其中稳定性问题是研究的基础。已经证实，机器人的三维空间运动不具有稳定性，但通过引入特殊的结构设计和被动储能元件可以使双足机器人产生稳定的三维动态行走。本文研究内容来源于863计划项目和国家自然科学基金项目。以被动动态行走理论为基础，着重对双足步行机器人三维空间运动的行走机构、混合动力模型和步态特性等进行研究，寻求机器人三维空间运动的内在机理，并对三维稳定控制算法进行研究。本文主要工作内容如下： (1)建立双足步行机器人三维空间运动模型。为了实现三维空间的稳定动态行走，本文对欠驱动多模式弹性脚进行了研究，在此基础上，建立了有胯距有膝关节的双足机器人三维空间动态行走的混合动力模型，不仅缩短了理论模型与机器人样机之间的差距，还将双足机器人的运动由二维平面扩展到了三维空间中，缩短了仿人机器人行走步态与人类行走步态的差距，为机器人理论的进一步研究工作提供了模型基础。 (2)对机器人三维空间运动机理进行研究。对机器人三维空间运动中的前向运动模型和侧向运动模型分别进行了分析，研究前向运动与侧向运动间的耦合关系，在此基础上对机器人三维空间运动机理进行了研究，所得结论使双足机器人被动行走理论有了新的突破。同时，进行了模型仿真实验和原型机试验，证明了理论模型和原型机的正确性。 (3)三维空间运动的稳定特性分析。机器人行走步态稳定性是通过周期轨道稳定性进行定义的，利用基于庞加莱映射理论的轨道稳定性方法对系统的局部稳定性进行了分析，利用庞加莱型胞映射方法对系统的全局稳定性进行了分析，并研究了系统结构参数和环境参数对机器人行走稳定性的影响规律，对机器人原型机设计具有重要的指导意义。 (4)三维空间运动的稳定控制算法研究。针对本文所建立的双足机器人三维空间运动模型，进行了稳定控制算法研究。利用能量控制算法和基于解耦特性的三维稳定控制算法，使受扰后的机器人状态收敛到稳定极限环，仿真实验证明了控制算法的有效性。

关键词：欠驱动步行机器人动力学建模运动机理稳定性稳定控制算法

来源：评论

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一类欠驱动步行机器人运动学动力学分析及控制算法研究

一类欠驱动步行机器人运动学动力学分析及控制算法研究

引用

作者：黄孝亮吉林大学

学位级别：硕士

本论文的研究工作得到国家高科技研究发展计划(863计划)资助,课题名称为“欠驱动步行机器人运动学分析与控制算法研究”(2006AA04Z251)。论文旨在对欠驱动双足步行机器人动力学建模、运动学描述、行走速度和稳定性控制方面进行研究,设... 详细信息

本论文的研究工作得到国家高科技研究发展计划(863计划)资助,课题名称为“欠驱动步行机器人运动学分析与控制算法研究”(2006AA04Z251)。论文旨在对欠驱动双足步行机器人动力学建模、运动学描述、行走速度和稳定性控制方面进行研究,设计欠驱动步行机器人由不稳定步态过渡到稳定步态的控制策略以及由低速行走切换到高速稳定行走的控制策略;尝试建立稳定行走的最优轨迹生成法则和欠驱动步行机器人在不同速度间切换的控制法则,扩大欠驱动机器人模型在相空间中稳定行走域的范围,为原型机的控制器及其驱动机构的设计提供理论依据。全文主要内容概括如下: 比较了两种平面欠驱动双足机器人的运动学动力学特性,分析了有膝关节欠驱动机器人的大腿小腿协调摆动的稳定步态及相平面中的极限环,着重对三维欠驱动机器人进行动力学建模。对混合动力系统有限时间轨迹跟踪控制进行研究,利用轨迹跟踪的策略来实现欠驱动步行机器人行走步态的稳定性控制,并对控制系统的鲁棒性加以讨论。通过分析重力对欠驱动机器人动力学特性影响,推导其行走速度和重力作用的关系,然后采取基于势能补偿的控制算法实现了不同速度下机器人的稳定行走,通过速度切换控制算法实现了机器人在不同行走速度下的平稳过渡。通过对采用控制算法后机器人系统的性能以及控制过程中整个系统能量变化的分析与评价,验证控制算法的有效性。最后,对全文进行了总结。

关键词：欠驱动步行机器人动力学分析混合系统轨迹跟踪速度切换控制

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基于有限状态机的欠驱动机器人动态步行

引用

电子世界 2013年第21期 86-87页

作者：宿建乐吉林广播电视大学

欠驱动步行机器人动态步行是仿人机器人领域研究的热点问题,源于不依赖大力矩,复杂的反馈系统及上层的动态平衡控制策略。本文以吉林大学田彦涛教授欠课题组所研制的PADW-JLU II型机器人被控对象,利用有限机状态理论实现了该机器人的有... 详细信息

欠驱动步行机器人动态步行是仿人机器人领域研究的热点问题,源于不依赖大力矩,复杂的反馈系统及上层的动态平衡控制策略。本文以吉林大学田彦涛教授欠课题组所研制的PADW-JLU II型机器人被控对象,利用有限机状态理论实现了该机器人的有效动态步行。

关键词：欠驱动步行机器人有限状态机 PADW-JLUII型

来源：评论

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欠驱动双足步行机器人侧向运动学机理与控制算法研究

欠驱动双足步行机器人侧向运动学机理与控制算法研究

引用

作者：赵红杰吉林大学

学位级别：硕士

本论文研究得到国家高科技研究发展计划863计划(2006AA04Z251)和吉林大学研究生“985工程”创新计划项目(20080201)的资助。论文研究旨在对加膝关节的无动力双足步行机器人进行了侧向动力学建模并对水平质心控制的方法进行了研究,实现... 详细信息

本论文研究得到国家高科技研究发展计划863计划(2006AA04Z251)和吉林大学研究生“985工程”创新计划项目(20080201)的资助。论文研究旨在对加膝关节的无动力双足步行机器人进行了侧向动力学建模并对水平质心控制的方法进行了研究,实现了步行机器人的稳定行走。并且,建立了一个通用的机器人仿真实验平台,进行了动力-运动学建模与数值仿真,直观再现了步行机器人在三维空间下行走的动态过程,有效促进了欠驱动双足步行机器人的研究。侧向建模并对水平质心控制算法进行研究,增加机器人运动的稳定性,鲁棒性,提高了控制策略的实用性。设计欠驱动步行机器人开式通用仿真、实验测试软件平台,集成了动力学仿真、控制算法设计与行走动态三维再现等主要功能,有助于理解机器人的行走步态与控制算法效果验证。全文主要内容概括如下: 根据欠驱动双足步行机器人在三维运动中侧向偏转的出现使机器人产生左右倾斜,设计了具有侧向自由度的多模式欠驱动弹性脚,引导机器人出现侧向倾斜并保证了侧向平衡。并且,对欠驱动步行机器人侧向运动状态进行了分析并建立了其侧向系统模型。对水平质心控制进行了研究,用水平质心的控制策略来实现欠驱动双足步行机器人能够在水平面上依靠“虚重力”实现稳定行走;并且,基于能量控制算法,增加了机器人运动的稳定性和鲁棒性,提高了控制策略的实用性。通过MATLAB,VC++和OpenGL建立的通用机器人仿真实验平台,集成了动力学仿真、控制算法设计与行走动态三维再现等主要功能,实现了通用仿真平台的基本功能。最后,对全文进行了总结。

关键词：欠驱动步行机器人动力学建模水平质心控制混合动态系统仿真实验平台

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欠驱动步行机器人建模与分域控制算法的研究

欠驱动步行机器人建模与分域控制算法的研究

引用

作者：张冬梅吉林大学

学位级别：硕士

本论文研究得到国家高科技研究发展计划863计划(2006AA04Z251)资助。论文研究旨在对加膝关节的无动力双足步行机器人进行了建模并对分域控制的方法进行了研究,从而实现欠驱动步行机器人的全局稳定控制。全文主要内容概括如下:分析了一... 详细信息

本论文研究得到国家高科技研究发展计划863计划(2006AA04Z251)资助。论文研究旨在对加膝关节的无动力双足步行机器人进行了建模并对分域控制的方法进行了研究,从而实现欠驱动步行机器人的全局稳定控制。全文主要内容概括如下: 分析了一个加膝盖的欠驱动双足行走机器人的运动状态,并根据对行走阶段的划分建立其混合系统模型。通过数值仿真对欠驱动步行机器人被动行走步态稳定性机理进行了分析,完成了机器人质量分布合理性的优化配置。对分域控制进行了研究,用分域控制的控制策略来实现欠驱动步行机器人的全局稳定控制。通过实验数据对采用分域控制算法后系统的性能进行分析与评价。验证控制算法的可行性。最后,对全文进行了总结。

关键词：欠驱动步行机器人动力学建模极限环混合动态系统分域控制

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欠驱动机器人虚拟样机建立及实时仿真系统研究

欠驱动机器人虚拟样机建立及实时仿真系统研究

引用

作者：肖家栋吉林大学

学位级别：硕士

本文分析总结国内外机械系统设计及控制仿真技术方面的发展,结合实际欠驱动机器人原型机开发的要求,自主开发机器人实时仿真系统,并将虚拟样机技术引入到欠驱动机器人动力学建模中。软件编写采用模块化方法,整体采用多学科软件融合的方... 详细信息

本文分析总结国内外机械系统设计及控制仿真技术方面的发展,结合实际欠驱动机器人原型机开发的要求,自主开发机器人实时仿真系统,并将虚拟样机技术引入到欠驱动机器人动力学建模中。软件编写采用模块化方法,整体采用多学科软件融合的方法来达到功能要求,多学科软件融合的价值在于大大地拓广了系统的数字分析的能力。系统平台开发采用ADAMS软件设计虚拟样机动力学模型,利用Matlab软件设计仿真控制器,对硬件的驱动控制及系统操作平台在VC++软件中设计完成。利用Matlab计算引擎技术和VC++与Matlab混合编程技术开发人机界面及连接各模块的接口,这样不仅降低了编程难度,而且将多个学科的软件充分集成。实际应用过程中,系统主要实现对实体机器人的控制调试,设计实时控制算法;软件能够与Matlab相连,从而实现欠驱动双足机器人理论步态仿真、控制方法开发以及实验研究;联合仿真在理论分析与原型机开发之间建立充分的联系,能够有效支持机械结构和控制算法设计。本文完成了欠驱动步行机器人开放式通用实时仿真系统的开发,能完成硬件系统控制、仿真分析、实验测试等功能,对欠驱动双足机器人仿真、控制算法的开发以及实验研究具有重要的应用价值。

关键词：欠驱动步行机器人多学科软件融合 ADAMS 实时仿真系统虚拟样机 VC++与Matlab混合编程

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