【摘 要】
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机器人跳跃运动是一种高效、重要的运动形式,不但能快速进行移动,还能通过一些特殊地形环境。本文对六足机器人跳跃运动控制进行研究,开发了一种新型的自适应控制器,并将其应用于六足机器人跳跃运动。本文主要研究工作如下:首先,在课题研究的背景下对跳跃机器人进行分类讨论,之后再对比分析国内外跳跃机器人研究现状以及发展趋势。最终确定六足机器人跳跃运动自适应控制的研究内容及研究方法。其次,根据跳跃蜘蛛的生理结构及
【基金项目】
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国家自然科学基金(51605039)“基于蜘蛛行为机理的六足机器人多步足全向跳跃和落地缓冲形态控制研究”;
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机器人跳跃运动是一种高效、重要的运动形式,不但能快速进行移动,还能通过一些特殊地形环境。本文对六足机器人跳跃运动控制进行研究,开发了一种新型的自适应控制器,并将其应用于六足机器人跳跃运动。本文主要研究工作如下:首先,在课题研究的背景下对跳跃机器人进行分类讨论,之后再对比分析国内外跳跃机器人研究现状以及发展趋势。最终确定六足机器人跳跃运动自适应控制的研究内容及研究方法。其次,根据跳跃蜘蛛的生理结构及运动机理,建立六足机器人的单腿以及整机结构模型。在分析对比六足机器人跳跃运动系统控制方案的基础上,选择自适应控制作为六足机器人跳跃运动的控制方案,对六足机器人跳跃运动进行自适应控制。再则,建立六足机器人运动学模型,进行六足机器人正、逆运动学分析。在此基础之上对六足机器人跳跃运动进行分析研究,完成六足机器人跳跃运动轨迹规划。然后建立六足机器人动力学模型,利用拉格朗日动力学公式求解机器人各个关节的理论计算力矩,完成六足机器人动力学分析。在此基础之上对六足机器跳跃运动进行控制,为了提高六足机器人跳跃运动的性能,提出了一种新型六足机器人跳跃运动自适应控制方案,对六足机器人跳跃运动进行自适应控制。并对自适应控制器进行了仿真实验及理论验证,说明了自适应控制器的稳定性及收敛性。最后,建立MATLAB-Adams虚拟样机仿真平台对六足机器人跳跃运动进行仿真实验。建立Adams六足机器人虚拟样机然后搭建MATLAB-SIMULINK六足机器人跳跃运动仿真框图。之后完成六足机器人各项跳跃运动仿真实验,验证六足机器人跳跃运动自适应控制的可行性及有效性。本文研究的六足机器人跳跃运动自适应控制可实现机器人在各项跳跃过程中的稳定性。改善了传统控制方案在机器人跳跃过程中动态稳定性不足的问题,提高了六足机器人跳跃运动的性能,为六足机器人跳跃运动控制提供了参考。
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