考虑关节角加速度约束的仿人机器人偏摆力矩控制方法

针对仿人机器人步行过程中存在的机器人关节角加速度约束影响控制性能的问题,提出一种考虑关节角加速度约束的仿人机器人偏摆力矩控制方法.该方法充分考虑了双臂在摆动过程中对偏摆力矩的影响,根据力矩平衡条件得到需要抵消的偏摆力矩的大小与方向,将偏摆力矩的控制问题转化为带约束条件的二次规划问题,并设计了一种在线变步长迭代算法计算得到优化后的双臂摆动轨迹.实验表明,该方法能有效抵消机器人步行中产生的偏摆力矩,避免控制过程中的"削峰"现象,有效提高机器人的步行稳定性.

基于腿部关节控制的仿人机器人偏摆力矩控制方法

针对机器人步行过程中产生的偏摆力矩影响步行稳定性的问题,提出一种全新的基于腿部关节控制的偏摆力矩控制方法.分析了偏摆力矩产生的原因及步行过程中垂直方向上的力矩平衡条件;根据仿人机器人连杆模型和力矩平衡条件,将偏摆力矩控制问题转化为带约束条件的二次规划问题,推导出支撑腿腿部关节角度控制的表达式,设计了腿部关节自适应控制器以提高轨迹跟踪性能,并给出了稳定性证明.仿真结果表明,该方法能较好地克服偏摆力矩的影响,使机器人实现稳定的步行.

基于双臂摆动的仿人机器人偏摆力矩矫正方法

针对仿人机器人在步行时产生的绕ZMP(零力矩点)的偏摆力矩导致其失稳甚至摔倒的问题,提出了一种基于双臂摆动的偏摆力矩矫正方法.分析了偏摆力矩产生的原因及其对机器人步行稳定性的影响;根据仿人机器人的连杆模型和手臂摆动的单摆模型,推导出了双臂摆动力矩的表达式,结合双臂摆动的示意图阐述了利用双臂摆动力矩矫正偏摆力矩的原理;采用三次样条插值规划出双臂参数化的摆动角轨迹,再通过穷举法遍历摆动角参数使双臂摆动力矩满足偏摆力矩的矫正要求.仿真结果表明,该方法不仅能较好地矫正偏摆力矩,使机器人实现稳定的步行,而且能保证双臂的摆动角轨迹单调、平滑和周期性。