自由式滑雪機器人關鍵技術研究.pdf

1、在體育事業(yè)蓬勃發(fā)展的今天，運動員要想獲得好的成績，除了要有刻苦的運動訓練，還需要大量科學技術的研究支持。近年來，自由式滑雪空中技巧項目因其強烈的觀賞性備受觀眾的喜愛，國內(nèi)外學者對其進行了大量的研究，但多運用生物力學方法，以實驗測試為主，很少涉及建立仿人機器人模型進行研究。
　　因此，本文以世界優(yōu)秀女子運動員——徐夢桃為研究對象，選擇助滑階段的運動員各個關節(jié)角度、角速度、角加速度的變化對運動員成績的影響為研究內(nèi)容，建立了自由式滑雪機

2、器人三維模型，并基于SimMechanics建立自由式滑雪機器人模型，并進行運動學、動力學的仿真。同時討論了自由式滑雪機器人的穩(wěn)定性判據(jù)，并研究了兩種穩(wěn)定性控制方法。具體的工作內(nèi)容如下:
　　首先，用Pro/Engineer建立了20個自由度的自由式滑雪機器人三維模型。并建立了自由式滑雪機器人的SimMechanics仿真模型，對其進行運動學和動力學的分析，從仿真結果中可以得到自由式滑雪機器人在助滑階段身體各個關節(jié)角度、角速度、角

3、加速度、驅動力和驅動力矩的變化曲線。
　　其次，基于ZMP穩(wěn)定性判據(jù)推倒了期望ZMP與實際ZMP的計算公式，提出了通過控制髖關節(jié)來實現(xiàn)調(diào)整自由式滑雪機器人期望ZMP（即上身姿態(tài)）的方案。并運用MATLAB的模糊邏輯工具箱建立了自由式滑雪機器人髖關節(jié)的模糊控制系統(tǒng)。
　　最后，將模糊控制與神經(jīng)網(wǎng)絡控制結合起來，運用MATLAB/ANFIS工具箱建立自適應神經(jīng)網(wǎng)絡模糊控制系統(tǒng)，使控制系統(tǒng)具有自學習的功能，能夠自動調(diào)節(jié)隸屬函數(shù)的參