关于双足机器人步行跟踪稳定性能控制研究.pdf

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1、第33卷第3期计算机仿真2016年3月======：：：：：：：：：：：：：：：：：：：=：==：==========================================文章编号：1006-9348(20}6)03—0274—04关于双足机器人步行跟踪稳定性能控制研究杨亮L2，梁瑞仕1，付根平’，邓春健1(1．电子科技大学中山学院，广东中山528402；2．广东工业大学，广东广州510006；3．仲凯农业工程学院，广东广州510225)摘要：研究双足机器人步行跟踪稳定性能的控制优化问题。针对双足

2、机器人多关节、强耦合、变结构特点以及因外力干扰容易造成机器人在步行过程中各关节偏离预定轨迹而失去平衡的问题，提出了一种离线步态优化与在线步行控制相结合的控制算法，采用对位学习的多目标粒子群算法以稳定裕度大、能耗小为目标对机器人步态进行优化，通过计算种群成员对位点的方式更新种群，达到快速收敛的目的，并设计了自适应控制器以提高控制系统的鲁棒性，仿真结果表明，采用改进方法规划的步态能够实现双足机器人稳定、协调的行走，控制系统具有良好的动态响应特性。关键词：双足机器人；步行控制；零力矩点；粒子群；自适应控制中图分类

3、号：TP242．6文献标识码：BResearchonStabilityPerformanceControlforWalkingTrackofBipedRobotYANGLian91’，LIANGRui—shil，FUGen—pin93，DengChun-jianl(1．UniversityofScienceandTechnologyofChinaZhongshanInstitute，ZhongshanGuangdong528402，China；2．GuangdongUniversityofTechnolog

4、y，GuangzhouGuangdong510006，China；3．ZhongkmUniversityofAgricultureandEngineering，GuangzhouGuangdong510226，China)ABSTRACT：Thispaperstudiedthecontrolandoptimizationoflocomotionstabilityforbipedrobot．Inviewofthecharacteristicsofmultiplejoints，strongcouplingand

5、variablestructureofbipedrobotandtheproblemoflosingbal—anceforthedeviationofrobotjointsfromtheplannedtrajectoriescausedbyextemaldisturbanceduringwalking，ahybridcontrolschemeofofiqinegaitoptimizationandonlinecontrolwasproposed．Amulti—objectiveparticleSWal3mo

6、ptimizationalgorithmbasedonoppositionlearningWasdevelopedtooptimizethewalkinggait，whichaimstoimprovethestabilitymarginreduceenergyconsumption．Forspeedingconvergence，themechanismofupdatingthepopulationbycomputingtheoppositeentitywasadopted．Inordertoimprovet

7、herobustness，anadaptivecontrollerWascon，structed．SimulationresultsindicatethatbipedrobotCanwalknaturallyandstablywiththegaitgeneratedbythepres—entedapproachandthecontrolsystemhasgooddynamicresponsecharacters．KEYWORDS：Bipedrobot；Walkingcontrol；ZMP；PSO；Adapt

8、ivecontroll引言双足机器人是当今机器人领域最热门的研究课题之一，它是机械、材料、电子、传感器、能源、控制技术以及人工智能等多个领域新技术的结晶⋯，反映了一个国家的智能化和自动化研究水平。目前，国内外已有不少学者对双足机器人进行了系统的研究，并取得了可喜的成果，其中较有代表性的基金项目：国家自然科学基金(61302115，61300095)；广东高校优秀青年创新人才培养计划项目(2013LYM0104)；