双足机器人稳定步行控制方法、装置、设备及可读介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种双足机器人稳定步行控制方法、装置、设备及可读介质，包括：构建双足机器人的简化刚体动力学模型；基于模型预测控制方法，运用所述双足机器人的简化刚体动力学模型，构造质心状态预测模型；根据质心状态预测模型将所述模型预测控制方法中的优化方程组简化成二次规划方程组；求解二次规划方程组，获得优化地面反作用力，从而获得稳定步行的控制参数；根据所述稳定步行控制参数控制所述双足机器人。本发明专利技术通过质心控制框架分析问题，简化了机器人步行过程中身体各部分控制的分析，同时模型预测控制的方法，相较于传统反馈控制方法具有预测性，使得机器人在未知崎岖路面上行走时具有更好的鲁棒性。

【技术实现步骤摘要】
双足机器人稳定步行控制方法、装置、设备及可读介质
本专利技术涉及一种机器人控制方法，特别是一种双足机器人稳定步行控制方法、装置、设备及可读介质。
技术介绍
机器人作为人类用来提高生产效率、改善生活的工具，一直以来受到了大量的关注。双足机器人相较于工业机器人、轮式机器人等，因其类人的结构可以更好的适应复杂路面以及通过离散的落脚点跨越一定程度的障碍物，具有远超轮式以及履带式机器人的机动性。同时双足机器人具有像人一样的灵活程度，可以很容易适应人类生活的环境，使用人类制造的工具。可以预见，未来人类会大量使用双足机器人去替代人类完成危险性高或重复性高的工作。双足机器人的稳定步行一直是双足机器人研究领域的热点之一。作为跑步、爬楼梯等一系列步态的基础，双足机器人的稳定步行需要考虑的问题主要有机器人的运动规划和抗扰动控制。其中，双足机器人的运动规划主要指规划和控制机器人各关节的运动，以步行方式完成双足机器人在位置上的变化；双足机器人的抗扰动控制是指机器人在期望稳定运动状态过程中，受到外界扰动后恢复原有运动状态的控制方法。扰动控制通常包括：平衡控制和姿态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双足机器人稳定步行控制方法，其特征在于，包括：/n构建双足机器人的简化刚体动力学模型；/n基于模型预测控制方法，运用所述双足机器人的简化刚体动力学模型，构造质心状态预测模型；/n根据质心状态预测模型将所述模型预测控制方法中的优化方程组简化成二次规划方程组；/n求解二次规划方程组，获得优化地面反作用力，从而获得稳定步行的控制参数；/n根据所述稳定步行控制参数控制所述双足机器人。/n

【技术特征摘要】
1.一种双足机器人稳定步行控制方法，其特征在于，包括：
构建双足机器人的简化刚体动力学模型；
基于模型预测控制方法，运用所述双足机器人的简化刚体动力学模型，构造质心状态预测模型；
根据质心状态预测模型将所述模型预测控制方法中的优化方程组简化成二次规划方程组；
求解二次规划方程组，获得优化地面反作用力，从而获得稳定步行的控制参数；
根据所述稳定步行控制参数控制所述双足机器人。


2.根据权利要求1所述的一种双足机器人稳定步行控制方法，其特征在于，建立双足机器人的简化刚体动力学模型，包括：
基于线性倒立摆模型，其中机器人的质量全部集中于质心，腿当作无质量的连杆，建立双足机器人的简化刚体动力学模型。


3.根据权利要求1所述的一种双足机器人稳定步行控制方法，其特征在于，基于模型预测控制方法，运用所述双足机器人的简化刚体动力学模型，构造质心状态预测模型，包括：
基于模型预测控制的方法，根据简化刚体动力学模型构建质心状态向量的状态方程，进而转换成质心状态预测模型，在每个控制时刻根据当前质心状态预测下一时刻质心状态。


4.根据权利要求1所述的一种双足机器人稳定步行控制方法，其特征在于，根据质心状态预测模型将所述模型预测控制方法中的优化方程组简化成二次规划方程组，包括：
将模型预测控制方法中的质心状态预测模型转化成基于当前时刻质心状态的未来有限时域的质心状态预测方程；
根据未来有限时域质心状态预测方程将模型预测控制方法的优化方程组简化成二次规划方程组。

【专利技术属性】
技术研发人员：朱秋国，黄涛涛，吴俊，熊蓉，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33