基于柔性關(guān)節(jié)的六足機(jī)器人CPG控制系統(tǒng)研究.pdf

1、低等生物的節(jié)律性運(yùn)動都是由底層中樞神經(jīng)的振蕩而產(chǎn)生的。目前基于中樞模式發(fā)生器(CPG)的運(yùn)動控制是已經(jīng)成為仿生控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。CPG能夠在缺乏高層控制信號和外部反饋的情況下，自發(fā)產(chǎn)生穩(wěn)定的節(jié)律性運(yùn)動，無需對環(huán)境和自身建模，可以減少控制系統(tǒng)的工作量，節(jié)約工作時間。但是目前 CPG的應(yīng)用還比較局限，在六足機(jī)器人的應(yīng)用還停留在步態(tài)生成和擺動相的控制。通過分析發(fā)現(xiàn)，CPG在自然界應(yīng)用都是柔性的生物體，但人們卻把 CPG用于剛性的機(jī)器人，

2、因此導(dǎo)致 CPG仿生控制的發(fā)展受限。本文以 CPG為核心，提出了一種將 CPG用于柔性關(guān)節(jié)的機(jī)器人的控制方法，對 CPG的應(yīng)用作出新的嘗試。
　　首先，對實(shí)際六足昆蟲各關(guān)節(jié)的運(yùn)動特性進(jìn)行分析，為用CPG同時控制單腿擺動相與支撐相提供生物學(xué)依據(jù)。在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了單足 CPG網(wǎng)絡(luò)的微分方程組，在耦合相次數(shù)不同時，所表現(xiàn)出的不同特性。
　　其次，從機(jī)器人單足的運(yùn)動學(xué)和力學(xué)分析入手，在橫向和豎直兩個方向穩(wěn)定為目標(biāo)，推導(dǎo)各關(guān)節(jié)在