一种基于空间二阶倒立摆模型的双足机器人姿态控制方法技术

技术编号:22459438 阅读:68 留言:0更新日期:2019-11-06 04:21
本发明专利技术公开了一种基于空间二阶倒立摆模型的双足机器人姿态控制方法,属于双足机器人运动控制技术领域。该方法将双足机器人上身姿态的控制映射到空间二阶倒立摆模型四个关节的控制上,实现了双足机器人姿态的耦合非线性控制,在简化机器人动力学模型的同时,保留了姿态角度的耦合与非线性特性,兼顾计算速度与控制精度,改善了双足机器人的平衡能力与动态特性,并提高了能量利用效率。

An attitude control method of Biped Robot Based on space second-order inverted pendulum model

【技术实现步骤摘要】
一种基于空间二阶倒立摆模型的双足机器人姿态控制方法
本专利技术属于双足机器人运动控制
,具体涉及一种基于空间二阶倒立摆模型的双足机器人姿态控制方法。
技术介绍
双足机器人采用双腿轮换支撑的方式进行运动,具有跨越障碍、通过崎岖路面等能力,能够适应室内、楼宇、道路、野外等多种环境。一般通过给定腿部关节轨迹使双足机器人产生期望的运动。当实际执行轨迹与期望轨迹误差较大、环境信息误差较大、外部扰动较大时,机器人容易失去平衡、倾倒从而损坏。上身姿态角度是判断双足机器人是否平衡的重要依据,因此,基于上身姿态角度的反馈控制常被用来保持机器人稳定运动。双足机器人的运动方式主要包括站立、行走、奔跑、跳跃,运动状态包括单脚支撑、双脚支撑、腾空。腾空时机器人无着力点,无法进行上身姿态控制,因此上身姿态控制一般作用在单脚支撑期与双脚支撑期。目前,双足机器人的上身姿态控制主要包括直接控制与间接控制。现有技术基于上身姿态角度与角速度测量,使用PD反馈控制计算腰部关节调节量,直接叠加在腰部关节轨迹上,实现上身姿态晃动的控制。现有技术还在机器人质心与外部环境之间构建虚拟的弹簧阻尼约束,将机器人位置姿态信息转化为本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于空间二阶倒立摆模型的双足机器人姿态控制方法,其特征在于,获取空间二阶倒立摆模型各关节角度的参考值和实际值以及各关节角速度的参考值和实际值,输入关节力矩控制器,再根据关节力矩限幅,获取实际力矩,从而得到关节修正角度q

【技术特征摘要】
1.一种基于空间二阶倒立摆模型的双足机器人姿态控制方法,其特征在于,获取空间二阶倒立摆模型各关节角度的参考值和实际值以及各关节角速度的参考值和实际值,输入关节力矩控制器,再根据关节力矩限幅,获取实际力矩,从而得到关节修正角度q*,更新机器人髋部参考轨迹,实现姿态控制。2.根据权利要求1所述的基于空间二阶倒立摆模型的双足机器人姿态控制方法,其特征在于,所述空间二阶倒立摆模型包括踝部两个关节、髋部两个关节。3.根据权利要求2所述的基于空间二阶倒立摆模型的双足机器人姿态控制方法,其特征在于,所述踝部两个关节旋转轴相互垂直、髋部两个关节旋转轴相互垂...

【专利技术属性】
技术研发人员:余张国李庆庆黄强张润明陈学超朱西硕
申请(专利权)人:北京理工大学
类型:发明
国别省市:北京,11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1