基于最优控制的仿人机器人行走振动抑制

摘要：

针对仿人机器人行走过程中由腿部非刚性特性引起的振动,提出了一种基于最优控制的行走振动抑制方法.首先对振动进行建模,并将这一模型加入到原有机器人动力学模型中去.然后基于拓展的动力学模型,使用预观控制方法求取一条符合质心加速度约束的控制轨迹,作为求解最优控制问题的初始解.进而由此初始解出发,迭代求解此带约束的最优控制问题,利用得到的最优控制轨迹即能以前馈方式抑制行走过程中的振动.最后,使用预观控制方法和本文方法在仿人机器人"空"上进行行走对比实验.实验结果表明提出的方法显著减小了机器人行走过程中零力矩点(ZMP)的振荡和躯干的晃动.该方法对行走振动抑制的有效性得到了验证.

关键词：仿人机器人、运动规划、振动抑制、行走控制、最优控制、非刚性特性

所属期刊栏目：40

分类号：TP273(自动化技术及设备)

资助基金：国家自然科学基金51405430;浙江省公益技术应用研究计划2016C33G2010137;中央高校基本科研业务费专项资金2017QNA5011

在线出版日期：2018-03-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：129-135