一種準(zhǔn)被動(dòng)步行機(jī)器人的步行控制研究.pdf

1、被動(dòng)步行機(jī)器人是一種僅依靠自身機(jī)械結(jié)構(gòu)并利用重力勢能沿斜坡步行的機(jī)器人。在保持被動(dòng)步行特征的條件下，引入簡單的驅(qū)動(dòng)裝置提高步行性能的機(jī)器人，即為準(zhǔn)被動(dòng)步行機(jī)器人。與主動(dòng)步行機(jī)器人相比，被動(dòng)步行機(jī)器人的能量利用率高并且部分被動(dòng)步行機(jī)器人的步態(tài)更加自然。但是，因?yàn)槠錂M向擺動(dòng)周期和擺動(dòng)腿的擺動(dòng)周期難于同步，所以被動(dòng)步行機(jī)器人對環(huán)境的適應(yīng)性和步行穩(wěn)定性較差。針對這一問題，本文改進(jìn)了一種在線控制方法。該方法通過受迫Van der Pol 方程和P

2、I控制器計(jì)算倒立擺的目標(biāo)軌道，利用倒立擺控制準(zhǔn)被動(dòng)步行機(jī)器人的橫向擺動(dòng)，使其與擺動(dòng)腿的運(yùn)動(dòng)同步。
　　 首先，本文改進(jìn)了倒立擺目標(biāo)軌道的幅度控制，從而提高了這種準(zhǔn)被動(dòng)行走機(jī)器人的穩(wěn)定性、適應(yīng)性和控制的精度。并且通過調(diào)整足部重心位置，實(shí)現(xiàn)了這種準(zhǔn)被動(dòng)步行機(jī)器人登坡。
　　 其次，針對本文所研究的機(jī)器人，提出了一種步幅和步行速度的測量和控制方法。該方法利用機(jī)器人的髖關(guān)節(jié)角度傳感器間接計(jì)算步幅和速度，并利用倒立擺實(shí)時(shí)控制步幅和