应用扩展零力矩点预观控制和分解动量控制的仿人机器人全身运动规划方法

针对简化动力学模型对运动规划造成较大误差的问题,提出一种仿人机器人全身运动生成方法,它结合扩展零力矩点(extended zero moment point,EZMP)的预观控制和分解动量控制,实现了含多种约束的高效运动规划。该方法给出了非线性EZMP方程在三维空间中的封闭形式,使得机器人稳定步态生成更加方便,同时将之前文献中忽略的角动量等因素也考虑在内,另外可以对EZMP、四肢运动和角动量等自由添加约束。仿真结果表明,该方法将EZMP平均误差减小到单一预观控制方法的2/5,并可以方便地实现含复杂约束的运动规划,为仿人机器人提供了一种形式简单且灵活、高效的运动规划方法。

主动悬架多目标切换控制策略研究

为了改善车辆在行驶过程中产生的垂向、俯仰以及侧倾运动的影响,提出了一种主动悬架多目标切换控制策略。以扩展零力矩点理论为基础,建立车辆在复杂地形下的俯仰和侧倾评价指标;在ADAMS/Car环境下建立整车模型,并基于随机路面进行实车试验,验证模型准确性;根据图形化评价指标及方向盘转角值作为状态切换的逻辑判断条件,在MATLAB/Stateflow上建立多目标切换控制策略,以此控制策略为基础建立多目标切换模糊PID控制器;选取某型号直线电机作为主动悬架的力源,通过ADAMS/Car和MATLAB/Simulink分别进行了C级路面匀速行驶、双移线和加减速上下坡3种不同工况下的联合仿真。仿真结果表明:所提主动悬架多目标切换控制策略有效的降低了车辆垂向、俯仰以及侧倾运动的发生,从整体上提升了车辆的乘坐舒适性与行驶安全性。