基于雙互抑驅(qū)動神經(jīng)元的反射控制方法研究.pdf

1、非結(jié)構(gòu)化環(huán)境中足式機(jī)器人的運(yùn)動控制是國內(nèi)外機(jī)器人領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。機(jī)器人反射控制能夠使機(jī)器人的運(yùn)動在高層控制信號不參與，底層控制系統(tǒng)完全依靠外部反饋信號的情況下，根據(jù)外界環(huán)境的變化而適時(shí)地進(jìn)行調(diào)節(jié)。但是，目前已有的反射控制算法存在需要對機(jī)器人本體及所處環(huán)境建模的問題，導(dǎo)致機(jī)器人環(huán)境適應(yīng)性下降，增加了控制系統(tǒng)的工作量。
　　自然界中的生物具有很強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性，這源于生物本身完善的反射機(jī)制?；谠撍枷?，本文對生物反射運(yùn)動的機(jī)理進(jìn)行了

2、研究，根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果設(shè)計(jì)了機(jī)器人反射控制回路，建立了適用于機(jī)器人仿生反射控制的雙互抑驅(qū)動神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型及反射神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型；在此基礎(chǔ)上，提出了仿生反射控制算法，并闡述了六足機(jī)器人反射控制的具體控制策略。
　　首先，以六足昆蟲螽斯和竹節(jié)蟲為實(shí)驗(yàn)對象，進(jìn)行了生物反射機(jī)理實(shí)驗(yàn)研究，獲得了常見的反射運(yùn)動形式，并分析了生物反射運(yùn)動時(shí)各個(gè)關(guān)節(jié)角的相位關(guān)系，反射運(yùn)動形式和外界刺激強(qiáng)弱的關(guān)系；根據(jù)實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，搭建了機(jī)器人的反射控制回路。
　

3、　其次，根據(jù)生物實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析，建立了仿生反射控制回路中雙互抑驅(qū)動神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型和反射神經(jīng)元數(shù)學(xué)模型；在此基礎(chǔ)上，提出了反射控制算法，以及基于三種典型的生物反射—牽張反射、屈肌反射和伸肌反射的控制策略，解決了傳統(tǒng)反射控制需要對機(jī)器人本體或外部環(huán)境建模的問題，并實(shí)現(xiàn)了不同反射算法之間的融合。
　　最后，通過ADAMS和MATLAB的聯(lián)合仿真，驗(yàn)證了反射控制算法的有效性和可行性。在仿真實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，根據(jù)工程實(shí)際需要，對算法進(jìn)行了必要