模塊化自重構機器人協(xié)調運動規(guī)劃與運動功能進化研究.pdf

1、本碩士課題針對鏈式結構的模塊化自重構機器人，進行了協(xié)調運動規(guī)劃以及運動功能在線進化的研究。
　　在基于MRDS?(Microsoft Robotics Developer Studio)平臺并使用SPL?(Simulation Programming Language)，聯(lián)合 MATLAB?所構建的三維動力學仿真平臺中，針對典型構型的模塊化自重構機器人進行了協(xié)調運動的規(guī)劃以及步態(tài)優(yōu)化的研究；并將仿真實驗中所得到的結果傳遞到了物理上

2、的HIT立方晶胞自重構機器人實驗系統(tǒng)，通過物理實驗驗證了仿真結果的有效性和面向硬件系統(tǒng)的仿真方法的可行性。
　　本課題采用了中樞模式發(fā)生器來為鏈式結構的自重構機器人系統(tǒng)進行運動規(guī)劃。通過數(shù)值仿真產生驅動信號而驅動機器人各模塊關節(jié)的運動，在仿真環(huán)境中使用了比例控制和微分控制來確保所規(guī)劃的關節(jié)運動軌跡的可靠執(zhí)行。應用了下山單純形（Downhill Simplex Algorithm）的優(yōu)化算法來在仿真環(huán)境中為機器人進行運動功能的進化；

3、在以一定的目標函數(shù)來評價的情況下，通過大量次數(shù)的迭代計算，搜索較優(yōu)的運動步態(tài)參數(shù)，從而實現(xiàn)運動功能的進化。
　　中樞模式發(fā)生器是具有分布式特性的，局部各單元間相互作用的控制器。這種結構對抗外部干擾能力強，能夠產生周期性的、有節(jié)律的、振蕩的、平滑的調制信號,從而可靠地為機器人進行運動規(guī)劃。本課題通過數(shù)值方法使用耦合動態(tài)非線性振蕩器來構建中樞模式發(fā)生器；利用其輸出信號來驅動模塊的伺服舵機。使用了下山單純形這種不計算導數(shù)的優(yōu)化算法來優(yōu)化