Disturbance rejection control based on acceleration projection method for walking robots

This paper presents a disturbance rejection scheme for walking robots under unknown external forces and moments. The disturbance rejection strategy, which combines the inverse dynamics control with the acceleration projection onto the ZMP (zero moment point)-plane, can ensure the overall dynamic stability of the robot during tracking the pre-computed trajectories. Under normal conditions, i.e., the system is dynamically balanced, a primary inverse dynamics control is utilized. In the case that the system becomes unbalanced due to external disturbances, the acceleration projection control (APC) loop, will be activated to keep the dynamic stability of the walking robot through modifying the input torques. The preliminary experimental results on a robot leg demonstrate that the proposed method can actually make the robot keep a stable motion under unknown external perturbations.

类人猿型机器人“GOROBOT”的可变ZMP双足动步行仿真

为了有效地验证类人猿型机器人"GOROBOT"的双足动步行能力,通过合理地将可变ZMP(Zero Moment Point)的变化规律定义为余弦曲线,并基于三维倒立摆的动力学原理,推导出了单脚支撑期内机器人质心轨迹方程。在此基础上,采用样条插值函数来保证机器人质心加速度的连续性,从而提出了基于这种可变ZMP的双足动步行关节轨迹生成方法。最后,在虚拟物理环境下利用仿真软件实现了虚拟的3-D类人猿机器人"GOROBOT"双足动步行,验证了方法的正确性和实际类人猿机器人"GOROBOT"的双足动步行能力。

仿人机器人双足行走模型研究

针对仿人机器人双足行走的稳定性问题,引入零力矩点理论,根据稳定行走必须满足地面反作用力位于稳定区域内这个条件,推导出仿人机器人在行走过程中单双腿支撑期的稳定区域面积和稳定裕量。建立2种不同形状的仿人机器人双足模型,在足底和地面间创建一系列接触力,并通过机械系统动力学自动分析软件得到行走过程中足底各个点的受力曲线并进行受力分析,得出合理的双足形状。

基于弹簧小车模型和预观控制的双足快速步行研究

针对机器人的滑动和滑转,补充了机器人稳定步行的修正条件;利用三阶泰勒公式引入舒适度的概念,推导出基于舒适度的ZMP公式;提出一种用于动力学分析的三维弹簧平台-小车模型,通过简化的舒适度ZMP公式推导出该模型的运动规律;基于三维弹簧平台-小车模型,结合预观控制理论生成步行样本;最后,进行了机器人虚拟样机快速步行仿真,步速达到2.088km/h。

基于变步长随机行走算法的IC电源网络动态分析

针对传统随机行走算法加速策略在处理大规模电源网络时存在局限性的问题,提出一种基于变步长的随机行走加速算法.首先,基于不同节点数目和阈值大小的实验对比,分析传统随机行走加速算法和变步长随机行走加速算法的时间效率,并证明变步长随机行走加速算法使电源网络分析效率得到极大提高.其次,证明随机行走算法具有空间局部性特征,能进一步使运行空间得到释放.通过对不同规模电源网络进行实验验证表明,该方法能使算法运行空间得到优化.