一种用于仿生假人颈部的跟踪控制方法技术

本发明专利技术公开了一种用于仿生假人颈部的跟踪控制方法，通过二连杆结构仿生假人颈部，包括头部连接杆和躯干连接杆，头部连接杆的一端与假人头部固定连接，另一端与躯干连接杆铰接，铰接位置设置有头部驱动电机；在躯干连接杆上设置有躯干驱动电机，使得躯干连接杆能够相对于假人躯干转动；通过在躯干连接杆和头部连接杆上分别设置传感器以测量躯干连接杆、头部连接杆的角位置、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，实现仿生假人颈部对期望轨迹的跟踪。本发明专利技术公开的用于仿生假人颈部的跟踪控制方法，实现快速收敛，并能够有效抑制扰动，与颈部运动情况更加契合。与颈部运动情况更加契合。与颈部运动情况更加契合。

【技术实现步骤摘要】
一种用于仿生假人颈部的跟踪控制方法


[0001]本专利技术涉及一种用于仿生假人颈部的跟踪控制方法，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。
[0003]在冰雪运动员身上，颈部受损非常严重，尤其在竞技类滑 雪运动中，滑雪者的时速基本都在120码以上，并且运动中必 须要保持颈部的灵活，所以颈部无法进行固定或保护，这在建 造、测试赛道时对测试运动员来说危险程度极高，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。
[0004]民众对冰雪运动的热情高潮，然而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。
[0005]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，对假人颈部运动、角 度保持做出了要求，使得头部能够与躯体扭动相配合。
[0006]因此，需要对仿生假人颈部控制方法进行研究，使得仿生 本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于仿生假人颈部的跟踪控制方法，其特征在于，通过二连杆结构仿生假人颈部，包括头部连接杆和躯干连接杆，头部连接杆的一端与假人头部固定连接，另一端与躯干连接杆铰接，铰接位置设置有头部驱动电机，使得头部连接杆能够相对躯干连接杆转动；在躯干连接杆上，远离头部连接杆连接端，设置有躯干驱动电机，使得躯干连接杆能够相对于假人躯干转动，从而使得躯干连接杆与水平面的夹角能够变化；通过在躯干连接杆上设置传感器以测量躯干连接杆的角位置、角速率和角加速度，以及在头部连接杆上设置传感器，以测量头部连接杆的角位置、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，实现仿生假人颈部对期望轨迹的跟踪。2.根据权利要求1所述的用于仿生假人颈部的跟踪控制方法，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表示仿生假人颈部的角位置跟踪误差向量，q表示测量获得的仿生假人颈部的角位置，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头部连接杆部分和躯干连接杆部分，表示为：q＝[q1,q2]
T
q
d
＝[q
d1
,q
d2
]
T
u＝[u1,u2]
T
其中，躯干连接杆角位置q1为躯干连接杆与水平线的夹角，头部连接杆角位置q2为躯干连接杆的延长与头部连接...

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