一种用于仿生假腿精确跟踪控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于仿生假腿精确跟踪控制方法，通过二连杆结构仿生假腿，包括相铰接的大腿杆和小腿杆，在小腿杆上，与大腿杆连接端，设置有小腿驱动电机；在大腿杆上，远离小腿杆连接端，设置有大腿驱动电机；通过在大腿杆和小腿杆上分别设置传感器以测量大腿杆、小腿杆的角位置、角速率和角加速度；根据期望角位置与测量角位置获得跟踪误差，通过滑模控制法使得跟踪误差快速收敛，实现仿生假腿对期望轨迹的精确跟踪。本发明专利技术公开的用于仿生假腿精确跟踪控制方法，不仅实现快速收敛，还规避了非奇异的问题，实现了高精度、高连续性控制，适用于冰雪运动等高速度运动下的控制。用于冰雪运动等高速度运动下的控制。用于冰雪运动等高速度运动下的控制。

【技术实现步骤摘要】
一种用于仿生假腿精确跟踪控制方法


[0001]本专利技术涉及一种用于仿生假腿精确跟踪控制方法，属于仿真控制


技术介绍

[0002]冰雪运动需要特定的场地，并伴随高速运动，在建立冰雪运动场地时，需要对场地进行测试，而真人测试容易造成损伤，通过仿生假人代替真人则是一种较好的方法。
[0003]冰雪运动需要进行动作学习和指导，采用仿生假人进行动作指导是一种有效的方法，能够解决教练不足的问题，并且做出标准的动作示范。
[0004]传统假人仅用于碰撞测试，从外观损坏情况推断对人体的危害程度，冰雪运动由于运动的特殊性，对假人腿部运动、角度保持和高频转动做出了要求。
[0005]因此，需要对仿生假人腿部控制方法进行研究，使得仿生假人腿部能够精确的完成对期望轨迹信号的跟踪。

技术实现思路

[0006]为了克服上述问题，本专利技术人进行了深入研究，提出了一种用于仿生假腿精确跟踪控制方法，通过二连杆结构仿生假腿，包括相铰接的大腿杆和小腿杆，在小腿杆上，与大腿杆连接端，设置有小腿驱动电机，使得小腿杆能够相对大腿杆转动本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于仿生假腿精确跟踪控制方法，其特征在于，通过二连杆结构仿生假腿，包括相铰接的大腿杆和小腿杆，在小腿杆上，与大腿杆连接端，设置有小腿驱动电机，使得小腿杆能够相对大腿杆转动；在大腿杆上，远离小腿杆连接端，设置有大腿驱动电机，使得大腿杆与水平面的夹角能够变化；通过在大腿杆上设置传感器以测量大腿杆的角位置、角速率和角加速度，以及在小腿杆上设置传感器以测量小腿杆的角位置、角速率和角加速度；根据期望角位置与测量角位置获得跟踪误差，通过滑模控制法使得跟踪误差快速收敛，实现仿生假腿对期望轨迹的精确跟踪。2.根据权利要求1所述的用于仿生假腿精确跟踪控制方法，其特征在于，在滑模控制法中，设置误差动力学模型为：e1＝q
‑
q
dd
其中，e1表示仿生假腿的角位置跟踪误差向量，q表示测量获得的仿生假腿的角位置，q
d
表示期望的角位置，M0(q)表示正定质量惯性矩阵的名义值，u表示控制输入力矩，表示未知扰动和噪声之和，表示哥氏力和重力之和的名义值，角位置、期望角位置和控制输入力矩均包括大腿部和小腿部，表示为：q＝[q1,q2]
T
q
d
＝[q
d1
,q
d2
]
T
u＝[u1,u2]
T
其中，大腿部角位置q1为大腿杆的延长与水平线的夹角，小腿部角位置q2为大腿杆的延长与小腿杆的夹角，大腿部期望角位置q
d1
表...

【专利技术属性】
技术研发人员：王伟，朱泽军，王雨辰，纪毅，林德福，刘佳琪，陈柏霖，杨婧，张宏岩，于之晨，李成洋，李俊辉，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：