仿人机器人步态规划与控制研究

《仿人机器人步态规划与控制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、万方数据分类号UDC作者姓名：指导教师：申请学位级别：学科专业名称：论文提交日期：学位授予日期：评阅人：密级学位论文仿人机器人步态规划与控制研究胡祥梁赵姝颖教授东北大学信息科学与工程学院硕士学科类别：工学模式识别与智能系统2014年6月论文答辩日期：2014年6月2014年7月答辩委员会主席：曼威齑、柱婊东北大学2014年6月万方数据AThesisinPatternRecognitionandInteUigentSystemHumanoidR国botGaitPlanningandControlReSearchByHuXian91

2、iangSupervisor：PmfessorZhaoShuyingNortheastemUn“ersi晦June2014万方数据独创性声明本人声明，所呈交的学位论文是在导师的指导下完成的。论文中取得的研究成果除加以标注和致谢的地方外，不包含其他人己经发表或撰写过的研究成果，也不包括本人为获得其他学位而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢=亡巴恩。学位论文作者签名：胡群录日期：2D『午晕6反聊目学位论文版权使用授权书本学位论文作者和指导教师完全了解东北大学有关保留、使用学位论文

3、的规定：即学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人同意东北大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流。作者和导师同意网上交流的时间为作者获得学位后：半年口一年口一年半口两年由／学位论文作者签名：胡群架签字目期：力仰年6日碑日导师签名：名《舭导师签名：磅．)(么‘r7二签字日期：20／印孽f露卯曰万方数据东北大学硕士学位论文摘要仿人机器人步态规划与控制研究摘要自仿人机器人诞生以来，在技术发展方面以及取得了很大的进步，代表着当今世界最先进的自动化控制技术。而仿人机器人以

4、它类人的结构外形和拟人的功能，受到社会各界高度关注。由于仿人机器人所具有的非线性、高维度、强耦合的特性，使得机器人的步行以及稳定性研究一直是其领域内的一个难点和重点。在与外界环境接触时，会难免的受到外界的干扰，那么如何应对这些干扰也是比较热门的研究领域。本文围绕仿人机器人的行走步态，进行了相关技术的研究。首先，根据线性倒立摆模型设计规划出机器人行走的步态。基于ZMP稳定判据，分别在机器人行走的前向平面和侧向平面中进行了步态规划，并且在传统的方法上加入了上肢的摆动环节，来增强机器人步态的稳定性。之后进行仿人机器人NA0的步态数据规

5、划，并进行实验验证。其中，该步行规划方法打破传统的常量ZMP模型，在双脚支撑期间采用三次函数进行平滑处理，并同步规划出每个控制周期相对应的ZMP轨迹和质心轨迹。这样，避免了双足支撑期阶段ZMP轨迹的连接问题，从而使质心的运动速度可以进行平滑的过渡。接着提出一种机器人行走步态的ZMP补偿算法，基于桌子．小车模型，设计反馈控制器对行走步态进行动态补偿，从而更进一步的增强的机器人行走的稳定性。针对机器人的静态平衡问题，本文研究了三种稳定策略，分别为踝关节策略、髋关节策略以及迈步关节策略。该稳定策略能够使机器人在行走过程中抵抗外界环境的

6、干扰，进而顺利完成任务。关键词：仿人机器人；步态规划；平衡控制；平衡策略；捕获点一II—万方数据东北大学硕士学位论文AbsrractHumanoidRobotGaitP1anningandControlResearchAbstractHumanoidrobothaSmadegreatpro黟ess洫recentyears．Itr印resentstheworIdlsmostadvancedautomaticcon舡oltechnology．Thehumanoidrobotreceiveshi曲attentionbecauseofi

7、tshumanoids舡uctIJreandf．unction．Asthehumanoidrobothasmecharacteristicsofnonline甄highdimensionaIldstrongcoupling，theresearchofhumanoidrobotwalkingstabili够isdi街cult．HowtodealwithmeinterferenceisaIsoapopuIarresearchareaofhumanoid。Thist11esisfocusesonthewaIkinggaitofh啪an

8、oidrobot．Firstofall，therobotwalkinggaitisplanedbasedonlinearinvertedpendulummodel．BasedontheZMPstabilitycriterion，mewall(inggait证th