Nao仿人機器人步態(tài)規(guī)劃及擾動平衡控制研究.pdf

1、雙足機器人，是一種高度模擬人類雙腿行走功能的高級智能機器人，相比較于輪式和履帶式機器人，其對人類環(huán)境的適應性更高.具有代替人類在危險環(huán)境下進行重復、高強度、高精度工作的潛力.然而，雙足機器人的步行系統(tǒng)是一個內(nèi)在的不穩(wěn)定系統(tǒng)，其動力學特性非常復雜，具有多變量、強耦合、非線性和變結(jié)構(gòu)的特點，使其本身就具有不穩(wěn)定性，又因為當雙足機器人在人類環(huán)境中運動時，還會不可避免的受到多種干擾，因此研究雙足機器人的步態(tài)控制和擾動平衡具有重要意義.另外，雙足

2、步行技術的發(fā)展還會促進動力型假肢的研制.本文在Nao仿人機器人的平臺上研究雙足步行機器人的步態(tài)規(guī)劃及平衡控制，分析仿人機器人步態(tài)規(guī)劃、動態(tài)平衡控制及靜態(tài)平衡控制，進一步為智能假肢控制和擾動平衡方面的研究提供可靠依據(jù).
　　首先介紹了一種基于模型的雙足機器人步態(tài)規(guī)劃方法，該模型根據(jù)機器人的質(zhì)量一般集中于上體，將倒立擺的桿和機器人的腿對應，將雙足機器人踝關節(jié)的力矩驅(qū)動看做是倒立擺的基底關節(jié)驅(qū)動.本文在詳細闡述線性倒立擺模型的原理以及規(guī)

3、劃步驟后，進行了針對Nao機器人的步態(tài)規(guī)劃，并在Nao機器人平臺上進行了實驗驗證，對結(jié)果進行了分析，驗證了該方法的有效性.
　　其次，針對Nao仿人機器人的穩(wěn)定行走，提出了一種基于預觀控制理論的控制方法.結(jié)合機器人當前的姿態(tài)信息和ZMP未來信息，設計出包含更多未來信息的預觀控制器對機器人行走進行控制，經(jīng)實驗驗證，該控制方法可以使仿人機器人在行走過程中能夠更好地跟蹤實現(xiàn)既定的ZMP軌跡，行走更加穩(wěn)定.
　　最后，介紹了一種基于