基于混合粒子群优化的仿袋鼠机器人站立平衡控制 被引量：3

1

作者 左国玉 王鑫鹏 刘旭 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第7期1003-1008,共6页

为提高仿袋鼠机器人的站立平衡控制性能,基于混合粒子群算法对机器人的平衡控制进行了优化.首先,将在地面站立平衡时的仿袋鼠机器人简化成一个倒立摆模型,使用拉格朗日方法对机器人进行动力学建模.然后,基于机器人的动力学模型设计了线... 为提高仿袋鼠机器人的站立平衡控制性能,基于混合粒子群算法对机器人的平衡控制进行了优化.首先,将在地面站立平衡时的仿袋鼠机器人简化成一个倒立摆模型,使用拉格朗日方法对机器人进行动力学建模.然后,基于机器人的动力学模型设计了线性二次型控制器,并使用混合粒子群算法对线性二次型控制器的权重矩阵进行优化.最后,使用优化的线性二次型控制器对仿袋鼠机器人站立平衡控制进行了仿真实验.优化后的控制器的调节时间比优化前明显缩短,结果表明:基于混合粒子群算法优化的线性二次型(linear quadratic regulator,LQR)控制器可以提高系统的稳定性和鲁棒性,能有效降低控制器参数的整定工作量. 展开更多

关键词 仿袋鼠机器人 混合粒子群算法 站立平衡 拉格朗日建模

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基于双质量-弹簧模型的仿袋鼠机器人间歇跳跃落地稳定性研究 被引量：2

2

作者 葛文杰 夏旭峰 +1 位作者 黄杰 文放 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期517-522,共6页

跳跃落地稳定性是跳跃机器人的关键技术。通过对仿袋鼠机器人跳跃运动稳定性分析,揭示了袋鼠跳跃稳定性的运动规律,提出了一种机器人跳跃动态稳定性的分析方法。考虑踝关节力矩作用,建立了仿袋鼠跳跃机器人双质量-弹簧动力学模型,采用... 跳跃落地稳定性是跳跃机器人的关键技术。通过对仿袋鼠机器人跳跃运动稳定性分析,揭示了袋鼠跳跃稳定性的运动规律,提出了一种机器人跳跃动态稳定性的分析方法。考虑踝关节力矩作用,建立了仿袋鼠跳跃机器人双质量-弹簧动力学模型,采用能量法,分析给出了该跳跃机器人的动态稳定区域及其前、后边界稳定裕量的表达式,并结合实例,应用Matlab进行仿真计算分析,给出了袋鼠机器人保持落地稳定性时的腿部弹簧刚度系数、触地角及触地速度等参数之间应满足的关系和各取值范围。分析结果表明:仿袋鼠机器人的动、静态稳定区域不同,二者无重合域。 展开更多

关键词 仿袋鼠跳跃机器人 双质量-弹簧模型 间歇性跳跃 落地稳定性 能量法

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考虑拓扑柔性脚趾的仿袋鼠机器人着地特性分析

3

作者 任婷婷 葛文杰 +1 位作者 董海军 马晓雪 《机械设计》 CSCD 北大核心 2014年第11期20-24,共5页

根据袋鼠的生物结构特性,建立了具有柔性脚趾的仿袋鼠跳跃机器人刚柔混合模型,并对柔性脚趾结构进行拓扑优化。分别采用拉格朗日法和有限元方法对刚性构件系统和柔性脚趾系统建立子系统动力学模型。结合实例,利用MATLAB进行了计算和仿真... 根据袋鼠的生物结构特性,建立了具有柔性脚趾的仿袋鼠跳跃机器人刚柔混合模型,并对柔性脚趾结构进行拓扑优化。分别采用拉格朗日法和有限元方法对刚性构件系统和柔性脚趾系统建立子系统动力学模型。结合实例,利用MATLAB进行了计算和仿真,结果表明:采用拓扑柔性脚趾可以实现机器人预期运动的同时,有效缓解地面冲击与振动,降低机器人各关节的驱动力矩,实现脚趾落地能量积蓄和起跳释放的功能,提高机器人的起跳能力和运动平稳性。 展开更多

关键词 仿袋鼠机器人 柔性脚趾 拓扑优化 动力学

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仿袋鼠机器人腾空阶段跳跃运动特性研究

4

作者 葛文杰 黄杰 杨方 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第21期2521-2524,共4页

针对袋鼠生物体结构及其腾空阶段的运动特点,提出了仿袋鼠跳跃机器人腾空阶段的运动特性分析方法。采用D-H法建立了仿袋鼠跳跃机器人腾空阶段的运动学分析模型,基于拉格朗日方法推导了其腾空阶段的动力学方程,最后利用MATLAB结合实例对... 针对袋鼠生物体结构及其腾空阶段的运动特点,提出了仿袋鼠跳跃机器人腾空阶段的运动特性分析方法。采用D-H法建立了仿袋鼠跳跃机器人腾空阶段的运动学分析模型,基于拉格朗日方法推导了其腾空阶段的动力学方程,最后利用MATLAB结合实例对此模型进行了仿真分析。结果表明,仿袋鼠跳跃机器人的髋关节和膝关节对于整个机器人的空中姿态调节有着决定性的作用。研究结果为仿袋鼠跳跃机器人的试验研究和驱动器的选择提供了理论参考。 展开更多

关键词 仿袋鼠跳跃机器人 运动学特性 动力学特性 仿生学

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考虑柔性关节的仿袋鼠跳跃机器人落地稳定性研究 被引量：4

5

作者 陈朋威 葛文杰 董海军 《机械设计》 CSCD 北大核心 2013年第1期35-39,共5页

对具有柔性关节的仿袋鼠跳跃机器人落地稳定性进行了研究。用拉格朗日方法建立了机构在着地阶段的动力学方程。结合实例,运用Matlab和Adams软件对机器人进行仿真分析,给出了机器人在着地阶段的各关节转角、关节驱动力矩、着地压力及ZMP... 对具有柔性关节的仿袋鼠跳跃机器人落地稳定性进行了研究。用拉格朗日方法建立了机构在着地阶段的动力学方程。结合实例,运用Matlab和Adams软件对机器人进行仿真分析,给出了机器人在着地阶段的各关节转角、关节驱动力矩、着地压力及ZMP随时间的变化规律。分析结果表明:膝关节,特别是踝关节引入柔性关节,不仅能显著地吸收落地能量而获得落地缓冲能力和降低关节输入力矩峰值而减小驱动元件的功率,而且能有效地提高跳跃机构的弹跳能力和落地稳定性。 展开更多

关键词 仿袋鼠机器人 柔性关节 运动稳定性 ADAMS

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欠驱动仿袋鼠跳跃机器人动力学耦合研究 被引量：3

6

作者 陈朋威 葛文杰 李岩 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第5期159-161,共3页

根据袋鼠的生物结构及运动特点,建立了具有欠驱动关节的仿袋鼠跳跃机器人模型。以此模型为基础,分析系统的主动关节与被动关节之间的加速度耦合效应。采用拉格朗日方方法建立了机构的动力学方程。结合实例,运用Matlab软件对机器人进行... 根据袋鼠的生物结构及运动特点,建立了具有欠驱动关节的仿袋鼠跳跃机器人模型。以此模型为基础,分析系统的主动关节与被动关节之间的加速度耦合效应。采用拉格朗日方方法建立了机构的动力学方程。结合实例,运用Matlab软件对机器人进行仿真分析,给出了机器人全局单关节耦合变化规律。结果表明:仿袋鼠跳跃机器人的踝关节与欠驱动关节间存在足够大的耦合并且通过动力学耦合来控制欠驱动关节的位置是可能的。动力学耦合指标对欠驱动机器人的结构设计和驱动装置位置有重要作用。 展开更多

关键词 仿袋鼠机器人 欠驱动关节 动力学

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考虑尾巴的六刚体仿袋鼠跳跃机器人的落地稳定性研究 被引量：1

7

作者 姜兴长 杨方 +1 位作者 葛文杰 杨静 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第10期1753-1756,1760,共5页

根据袋鼠的生物结构及跳跃的特点,建立了具有尾巴和脚趾的仿袋鼠跳跃机器人六刚体模型。应用拉格朗日方法,建立了机构在着地阶段的运动学和动力学方程。运用Matlab7.0对机器人进行仿真计算分析,给出了机器人在着地阶段的各关节转角、关... 根据袋鼠的生物结构及跳跃的特点,建立了具有尾巴和脚趾的仿袋鼠跳跃机器人六刚体模型。应用拉格朗日方法,建立了机构在着地阶段的运动学和动力学方程。运用Matlab7.0对机器人进行仿真计算分析,给出了机器人在着地阶段的各关节转角、关节驱动力矩、质心轨迹、着地压力和ZMP随时间的变化规律。仿真结果表明:考虑尾巴的六刚体仿袋鼠跳跃机器人能显著提高机构的落地稳定性。 展开更多

关键词 仿袋鼠机器人 尾巴 六刚体 稳定性

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仿袋鼠跳跃机器人的刚柔混合建模运动步态分析 被引量：1

8

作者 岳映章 葛文杰 柏龙 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第9期1142-1145,共4页

根据袋鼠柔性脚部的生物结构及跳跃的特点,建立了具有柔性脚的仿袋鼠跳跃机器人刚柔混合模型,并分别对刚性构件系统和柔性构件系统建立子系统动力学模型。结合实例的数值仿真分析结果表明:柔性脚能有助于机器人在着地过程中保持落地运... 根据袋鼠柔性脚部的生物结构及跳跃的特点,建立了具有柔性脚的仿袋鼠跳跃机器人刚柔混合模型,并分别对刚性构件系统和柔性构件系统建立子系统动力学模型。结合实例的数值仿真分析结果表明:柔性脚能有助于机器人在着地过程中保持落地运动平稳性,增大起跳时间和调整起跳角度,从而有利于增加起跳速度和跃远度,更符合生物的特征。 展开更多

关键词 仿袋鼠机器人 柔性脚 刚柔混合

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仿袋鼠跳跃机器人运动和力传递性能研究 被引量：1

9

作者 陈安军 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2008年第7期971-975,980,共6页

在仿袋鼠机器人机构模型的基础上,建立了跳跃过程着地阶段的运动学方程;通过关节空间与操作空间速度的变换关系,定义仿袋鼠机器人跳跃运动速度和力方向可操作度;以速度和力方向可操作度为性能指标,度量仿袋鼠跳跃机器人在操作空间中的... 在仿袋鼠机器人机构模型的基础上,建立了跳跃过程着地阶段的运动学方程;通过关节空间与操作空间速度的变换关系,定义仿袋鼠机器人跳跃运动速度和力方向可操作度;以速度和力方向可操作度为性能指标,度量仿袋鼠跳跃机器人在操作空间中的运动和力传递性能,解释了袋鼠起跳瞬间小腿与地面垂直是为了保证有足够的运动和力传递的灵活性。 展开更多

关键词 仿袋鼠机器人 方向可操作度 速度传递性能 力传递性能

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基于可变传动比齿轮-五杆机构的仿袋鼠跳跃机器人特性研究

10

作者 刘亦洋 葛文杰 +1 位作者 杨方 高利霞 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第5期722-726,共5页

基于闭链齿轮-五杆机构,利用齿轮传动比对弹跳机构轨迹的影响作用,在弹簧储能相同的前提下,设计一种可以控制与调节跳高度和跳远度的仿袋鼠弹跳机器人。根据袋鼠各个结构的尺寸比例,结合单变量参数优化方法优选各个杆件的参数。根据虚... 基于闭链齿轮-五杆机构,利用齿轮传动比对弹跳机构轨迹的影响作用,在弹簧储能相同的前提下,设计一种可以控制与调节跳高度和跳远度的仿袋鼠弹跳机器人。根据袋鼠各个结构的尺寸比例,结合单变量参数优化方法优选各个杆件的参数。根据虚功原理计算机构的仿生弹跳力,并验证了其合理性。利用ADAMS进行计算与仿真分析,确定机构的可行性,并得出传动比与跳高度成反比,与跳远度成正比,表明传动比r对弹跳机构的跳高度和跳远是有影响的。 展开更多

关键词 仿袋鼠弹跳机器人 传动比 跳高度 跳远度

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《机械科学与技术》(第30卷)总目次

11

《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第12期2165-2176,共12页

关键词 远程协同故障诊断 决策模型 数学模型 仿袋鼠跳跃机器人 机械科学 机械学 目次

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