一種多足機器人運動控制系統(tǒng)的設(shè)計與研究.pdf

1、在地球的陸地表面上，有超過一半以上的面積是由崎嶇不規(guī)則的陸地或者沼澤構(gòu)成，輪式機器人很難在這種復雜環(huán)境中穩(wěn)定的移動，因此設(shè)計出一種類似多足生物能夠在復雜地形下穩(wěn)定有效移動的足式機器人一直是科研工作者努力研究的目標。本文以全地形八足機器人為研究對象，展開多足機器人的相關(guān)研究，針對機器人的特殊本體結(jié)構(gòu)，提出了適合機器人的分動控制模式以及多足協(xié)調(diào)控制模式，并圍繞兩種運動控制模式展開了一定的研究。
　　本文首先分析全地形八足機器人運動控制

2、系統(tǒng)的性能要求，采用以DSP和FPGA為核心控制模塊的控制系統(tǒng)方案。然后提出了控制系統(tǒng)的五個關(guān)鍵技術(shù)，包括多足協(xié)調(diào)控制模式步態(tài)的研究、多足協(xié)調(diào)控制模式機身位置姿態(tài)的運動學分析、多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)控制、分動控制模式下機器人步態(tài)研究以及中心能源電機速度控制。
　　在多足協(xié)調(diào)控制模式步態(tài)的研究中，本文針對全地形八足機器人結(jié)構(gòu)特點設(shè)計了一種三足和四足交錯協(xié)調(diào)配合步態(tài)，并對機身位置姿態(tài)進行了運動學分析。多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)控制中，硬件上設(shè)計了以DSP和FPG

3、A構(gòu)成的核心處理模塊、各個電機驅(qū)動模塊。軟件上采用改進PID位置控制方法，并提出了多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)控制算法協(xié)調(diào)有序控制各個關(guān)節(jié)。此外還提出了分動控制模式下機器人的步態(tài)，在ADAMS軟件中建立分動控制機器人虛擬樣機進行仿真研究，并設(shè)計了基于無刷直流電機的改進指數(shù)趨近律滑?？刂品椒?。
　　最后利用加工好的機器人樣機以及設(shè)計好的硬件電路和軟件搭建了實驗平臺，并進行了分動控制模式下的直行測試、無刷直流電機的改進指數(shù)趨近律滑?？刂茰y試、單關(guān)節(jié)位置