基于CPG的六足機(jī)器人運(yùn)動(dòng)控制研究.pdf

1、近年來，仿生控制已經(jīng)在機(jī)器人控制領(lǐng)域引起了廣泛的關(guān)注。生物學(xué)的研究表明，動(dòng)物的節(jié)律運(yùn)動(dòng)，如走、跑、游、飛等基本的運(yùn)動(dòng)形式是由位于脊髓或胸腹神經(jīng)節(jié)中的中樞模式發(fā)生器（Central Pattern Generator, CPG）控制產(chǎn)生的。目前，有關(guān)CPG控制的研究成果還存在很多缺陷，因此，基于CPG的運(yùn)動(dòng)控制研究具有廣闊的發(fā)展空間和重要意義。本文在對(duì)機(jī)器人運(yùn)動(dòng)學(xué)研究和CPG步態(tài)控制算法進(jìn)行有效分析的基礎(chǔ)上，制定了六足機(jī)器人的多足協(xié)調(diào)控制

2、策略，并從理論到實(shí)驗(yàn)做了較為詳細(xì)的論述。
　　分析了國內(nèi)外足式機(jī)器人及其控制方法的研究現(xiàn)狀，決定采用中樞模式發(fā)生器對(duì)六足機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動(dòng)控制。介紹了六足機(jī)器人的步態(tài)參數(shù)與典型步態(tài)，總體分析了六足機(jī)器人的結(jié)構(gòu)，并對(duì)六足機(jī)器人的單腿進(jìn)行了運(yùn)動(dòng)學(xué)研究，以及規(guī)劃了足端的運(yùn)動(dòng)軌跡。利用運(yùn)動(dòng)學(xué)逆解得到各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角，為機(jī)器人的關(guān)節(jié)控制方案提供了關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　介紹了機(jī)器人CPG控制的基礎(chǔ)知識(shí)，采用了Matsuoka振蕩器作為單個(gè)CPG控制

3、模型，設(shè)計(jì)基于非線性振蕩器模型的單個(gè)神經(jīng)元，并對(duì)CPG模型的參數(shù)特性進(jìn)行了研究分析，獲得機(jī)器人CPG模型整定后的參數(shù)。針對(duì)六足機(jī)器人設(shè)計(jì)了基于CPG的步態(tài)控制模型，構(gòu)建了六足機(jī)器人的環(huán)形CPG網(wǎng)絡(luò)，采用CPG仿生算法與關(guān)節(jié)映射函數(shù)結(jié)合的策略對(duì)六足機(jī)器人進(jìn)行了耦合降階的運(yùn)動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)六足機(jī)器人的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)。
　　利用ADAMS和MATLAB/Simulink搭建了六足機(jī)器人的仿真系統(tǒng)，根據(jù)六足機(jī)器人多足協(xié)調(diào)的控制策略，對(duì)六足機(jī)器人進(jìn)行