用胞胞映射计算被动行走模型不动点的吸引盆

该文将胞胞映射应用于平面圆弧足直腿和有膝盖的被动行走模型研究。将周期胞作为初值,可以消除迭代方法确定不动点时初值选取的随机性,能方便地找到模型的周期步态。通过胞胞映射获得了大于点状足最简模型的吸引盆。从吸引盆可以发现,从远离不动点的初始位置出发也可以收敛到极限环上。在此基础上还研究了不同物理参数对吸引盆大小的影响,总结了直腿模型可获得较大吸引盆的参数组合。

非线性动力系统全局分析的变胞胞映射法与转子／轴承系统的全局稳定性

在Ｐｏｉｎｃａｒé映射及胞映射理论的基础上，提出了一种非线性动力系统全局分析的新方法——变胞胞映射法（ＡＰＣＭ法），这种新方法改变了原胞映射法中胞在胞空间分布的不合理性及运算逻辑的不合理性，更适用于高维、大求解域非线性动力系统的求解。应用此方法，对具有非线性油膜力的Ｊｅｆｃｏｔ转子轴承系统进行了全局分析，绘制了系统分岔后的全局吸引域图。

简单被动行走模型仿真及不动点的吸引盆计算

简单回顾了被动行走的发展,建立了无量纲形式的平面直腿圆弧足被动行走动力学模型,详细介绍了被动行走模型仿真的步骤.并且采用胞胞映射计算得到该圆弧足模型的吸引盆,发现该模型的吸引盆大于以前研究者研究的点状足模型的吸引盆.这表明在初始状态变量偏离不动点很大时,模型仿真仍可收敛到稳定的步态,即该模型具有较高的鲁棒性.

双足被动步行的全局稳定性分析

在经典双足被动步行动力学模型的基础上,分析环境和力学参数影响下机器人被动步行的全局稳定性。计算不同模型参数下被动步行稳定不动点,采用胞胞映射计算得到不同模型参数下该动力学模型稳定单周期步态的吸引区域。研究发现双足被动步行的鲁棒性与其环境、力学参数关系密切,同时提出估计不动点吸引域形状的2个度量:最小半径与最大半径。实验结果给出被动步行稳定区域与斜坡倾角和质量比值的关系,同时通过分析某些偏离不动点较大的稳定吸引胞,以及吸引域的最小半径与最大半径的变化趋势,反映了双足被动步态的鲁棒性。

被动行走机器人变路况切换控制

针对路面坡度变化后,如何使被动行走机器人在有限时间内只需一步即可完成低能耗的行走模式转换问题,提出一种控制策略.首先基于胞映射思想,提出了估计机器人稳定行走初始状态的变胞胞映射法;然后利用Lyapunov稳定性理论和鲁棒控制思想,设计了变路况切换控制算法.该算法既能实现不同坡度路面上稳定行走模式的转换,又能提高转换过程的鲁棒性.仿真结果验证了所提出算法的有效性.