模塊化自重構(gòu)機(jī)器人協(xié)調(diào)運(yùn)動規(guī)劃與運(yùn)動功能進(jìn)化研究.pdf

1、本碩士課題針對鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的模塊化自重構(gòu)機(jī)器人，進(jìn)行了協(xié)調(diào)運(yùn)動規(guī)劃以及運(yùn)動功能在線進(jìn)化的研究。
　　在基于MRDS?(Microsoft Robotics Developer Studio)平臺并使用SPL?(Simulation Programming Language)，聯(lián)合 MATLAB?所構(gòu)建的三維動力學(xué)仿真平臺中，針對典型構(gòu)型的模塊化自重構(gòu)機(jī)器人進(jìn)行了協(xié)調(diào)運(yùn)動的規(guī)劃以及步態(tài)優(yōu)化的研究；并將仿真實(shí)驗(yàn)中所得到的結(jié)果傳遞到了物理上

2、的HIT立方晶胞自重構(gòu)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，通過物理實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了仿真結(jié)果的有效性和面向硬件系統(tǒng)的仿真方法的可行性。
　　本課題采用了中樞模式發(fā)生器來為鏈?zhǔn)浇Y(jié)構(gòu)的自重構(gòu)機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動規(guī)劃。通過數(shù)值仿真產(chǎn)生驅(qū)動信號而驅(qū)動機(jī)器人各模塊關(guān)節(jié)的運(yùn)動，在仿真環(huán)境中使用了比例控制和微分控制來確保所規(guī)劃的關(guān)節(jié)運(yùn)動軌跡的可靠執(zhí)行。應(yīng)用了下山單純形（Downhill Simplex Algorithm）的優(yōu)化算法來在仿真環(huán)境中為機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動功能的進(jìn)化；

3、在以一定的目標(biāo)函數(shù)來評價(jià)的情況下，通過大量次數(shù)的迭代計(jì)算，搜索較優(yōu)的運(yùn)動步態(tài)參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)運(yùn)動功能的進(jìn)化。
　　中樞模式發(fā)生器是具有分布式特性的，局部各單元間相互作用的控制器。這種結(jié)構(gòu)對抗外部干擾能力強(qiáng)，能夠產(chǎn)生周期性的、有節(jié)律的、振蕩的、平滑的調(diào)制信號,從而可靠地為機(jī)器人進(jìn)行運(yùn)動規(guī)劃。本課題通過數(shù)值方法使用耦合動態(tài)非線性振蕩器來構(gòu)建中樞模式發(fā)生器；利用其輸出信號來驅(qū)動模塊的伺服舵機(jī)。使用了下山單純形這種不計(jì)算導(dǎo)數(shù)的優(yōu)化算法來優(yōu)化