三關(guān)節(jié)單杠體操機(jī)器人的擺起倒立控制——基于動覺智能圖式的仿人智能控制在復(fù)雜運(yùn)動控制中的應(yīng)用.pdf

1、隨著機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，仿生、仿人機(jī)器人的研究正受到學(xué)者們越來越多的普遍關(guān)注。本文的主題就是模仿體操運(yùn)動員在單杠上的運(yùn)動技巧和動覺智能對單杠體操機(jī)器人的運(yùn)動控制進(jìn)行研究。 單杠體操機(jī)器人是欠驅(qū)動多輸入多輸出復(fù)雜系統(tǒng)的典型例子。其擺起倒立動作運(yùn)動范圍大，具有高度的復(fù)雜性和非線性，可以很好的檢驗(yàn)控制理論和控制方法在非線性、欠驅(qū)動、多變量復(fù)雜系統(tǒng)控制上的有效性。 本文給出了關(guān)節(jié)力矩和旋轉(zhuǎn)角度受限的三關(guān)節(jié)單杠體操機(jī)器人的物理模型和

2、數(shù)學(xué)描述，建立了它的仿真模型，探討了該系統(tǒng)的運(yùn)動控制特1生。通過分析體操運(yùn)動員在單杠上的上杠動作，設(shè)計(jì)了一套體操機(jī)器人的擺起倒立動作。在基于動覺智能圖式的仿人智能控制理論指導(dǎo)下，將擺起倒立運(yùn)動動作劃分為六個(gè)階段，并建立了劃分階段的邊界條件即時(shí)序規(guī)劃圖式。并且進(jìn)行了動覺智能圖式群的內(nèi)部結(jié)構(gòu)分析，設(shè)計(jì)了體操機(jī)器人的動覺智能總圖式。繼而完成了擺起倒立動作六個(gè)階段控制策略的具體設(shè)計(jì)，并通過仿真證明了該控制策略行之有效。最后把此方法通過動覺智能圖