基于預(yù)測控制的四足機器人walk步態(tài)研究.pdf

1、四足機器人可以穩(wěn)定靈巧地執(zhí)行軍事運輸、科學(xué)探索、災(zāi)難救援等野外任務(wù)，在執(zhí)行這些任務(wù)時，它們展現(xiàn)了自身的大負(fù)載能力、柔順性、穩(wěn)定性以及環(huán)境適應(yīng)性。四足機器人在臺階、障礙、斜坡等極端復(fù)雜環(huán)境下運動時，采用walk步態(tài)行走會擁有巨大優(yōu)勢。
　　本文首先提出了四足機器人walk步態(tài)運動機理。在walk步態(tài)運動過程中，機器人的慣性力是影響機器人運動穩(wěn)定性的重要因素，因此選擇 ZMP（零力矩點）動態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)作為衡量機器人穩(wěn)定性的準(zhǔn)則。

2、>　　其次，提出了基于預(yù)測控制的walk步態(tài)模式在線生成方法。通過將未來時刻期望的ZMP信息引入到預(yù)測控制器的滾動優(yōu)化中，為機器人生成了合適平滑的質(zhì)心期望軌跡，使得ZMP軌跡能夠得到較好的跟蹤。通過引入對外界擾動進(jìn)行補償?shù)目勺?ZMP，可以有效抑制環(huán)境對機器人的干擾，提升了四足機器人的自適應(yīng)能力。
　　為了提升機器人的柔順性和穩(wěn)定性，設(shè)計基于力內(nèi)環(huán)的機器人位姿控制算法，包括本體位姿控制算法、力分配算法以及單腿控制算法。本體位姿控制