基于力伺服的液壓足式機(jī)器人單腿阻抗控制的研究.pdf

1、足式機(jī)器人因?qū)?fù)雜地形和惡劣環(huán)境強(qiáng)大的適應(yīng)能力，故在軍事行動(dòng)、地震救援和野外探測(cè)等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景。而液壓驅(qū)動(dòng)具有動(dòng)態(tài)性能好、功率密度大、抗電磁干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，使得其可以滿足足式機(jī)器人對(duì)負(fù)載能力和運(yùn)動(dòng)性能等方面越來越高的要求。足式機(jī)器人因行走需要，跟環(huán)境的接觸是無法避免的，而高剛度的位置控制所帶來的沖擊會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)器人的行走穩(wěn)定性，所以迫切需要實(shí)現(xiàn)對(duì)機(jī)器人腿部的柔順控制。因此，本文以實(shí)現(xiàn)液壓驅(qū)動(dòng)單元的力伺服以及在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)足式機(jī)

2、器人單腿的變阻抗控制為目標(biāo)，進(jìn)行以下方面研究。
　　進(jìn)行液壓驅(qū)動(dòng)單元模型的分析，建立液壓驅(qū)動(dòng)單元力伺服系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型與仿真模型。通過對(duì)其中的非線性環(huán)節(jié)進(jìn)行線性化，得到其傳遞函數(shù)，并進(jìn)行系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析；在此基礎(chǔ)上依據(jù)多余力的定義給出負(fù)載速度補(bǔ)償模型，并通過對(duì)傳遞函數(shù)特性的分析驗(yàn)證其有效性；此外，建立并分析基于力伺服的阻抗控制模型，且在此基礎(chǔ)上完成單腿阻抗控制模型的建立與分析。
　　為研究液壓驅(qū)動(dòng)單元力伺服控制的特性，設(shè)計(jì)雙液

3、壓缸對(duì)頂實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；應(yīng)用嵌入式QNX系統(tǒng)，創(chuàng)建多線程任務(wù)，并給出該力伺服控制算法及其在線程中的具體應(yīng)用形式；對(duì)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)系統(tǒng)進(jìn)行Simulink建模和仿真，并通過仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證PI控制結(jié)合速度補(bǔ)償控制算法在液壓驅(qū)動(dòng)單元力伺服系統(tǒng)上應(yīng)用的有效性。
　　為研究基于力伺服的單腿阻抗控制特性，搭建單腿實(shí)驗(yàn)平臺(tái)；完成實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的軟硬件設(shè)計(jì)，并通過擬合簡(jiǎn)化單腿阻抗控制算法使其便于在控制程序中應(yīng)用；在單腿實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上進(jìn)行阻抗控制實(shí)驗(yàn)，通過單關(guān)節(jié)與單腿阻