双摆杂技机器人DD2UD的多模态混合控制

双摆杂技机器人的原型为旋转二级倒立摆,作为典型的非线性欠驱动多刚体被控对象,控制难度极大。针对双摆杂技机器人的DD2UD(摆杆从Down-Down平衡态转换到UpDown平衡态)杂技动作,将控制任务分解为5个子任务:初始扰动、双杆起摆控制、推拉起摆控制、外杆调整阶段、Up-Down稳定控制。根据各个子任务的控制目标结合动力学分析,设计出各子任务的控制律,构成多模态控制器结构,并在实际设备上进行实时控制实验以验证相关控制算法的有效性。

独轮车杂技机器人的动力学建模与稳定控制

根据独轮车杂技演员表演的运动过程,抽象出一个简化的物理模型,并利用欧拉-拉格朗日建模法建立了这个机器人的动力学模型。分析该模型的动力学特性,设计出一个二次型最优的稳定控制器,并通过数值仿真来验证理论分析结果的正确性和有效性。

双摆杂技机器人DD2DU仿人智能控制器设计

双摆杂技机器人的两根顶杆有四个平衡点:Down-Down(DD)、Down-Up(DU)、Up-Down(UD)、Up-Up(UU)。针对双摆杂技机器人从DD转换到DU平衡点(DD2DU)的大范围非线性欠驱动控制问题,应用基于动觉智能图式的仿人智能控制理论,将DD2DU控制任务分解为初始扰动、外杆摆起、姿态调整、稳定控制4个阶段,并设计出每个阶段的关联图式、运动图式(控制器),进而构建多模态控制的仿人智能控制器,最后通过验证实验证明了该控制方法的有效性。