足地接触对被动行走机器人步态动力学行为的影响

1

作者 高建设 郑子怡 +2 位作者 宛磊 李奎 吴广良 《郑州大学学报(工学版)》 北大核心 2025年第3期1-10,共10页

为解决被动行走机器人步态研究中难以分析滑移、弹起等复杂步态的动力学行为的问题,搭建了一种考虑足地接触的圆弧足被动行走机器人模型,分析其在路面材料变化的复杂行走路况下表现出的多种行走模式,并揭示了多参数协同演化下的步态失... 为解决被动行走机器人步态研究中难以分析滑移、弹起等复杂步态的动力学行为的问题,搭建了一种考虑足地接触的圆弧足被动行走机器人模型,分析其在路面材料变化的复杂行走路况下表现出的多种行走模式,并揭示了多参数协同演化下的步态失稳机制。首先,引入赫兹接触模型与库仑摩擦模型描述足地间的法向接触力与切向摩擦力,使用第二类拉格朗日方程进行动力学建模;其次,通过改变接触参数模拟不同弹性与摩擦特性的行走路面,采用数值仿真对行走中的滑移、弹起、跌倒等现象进行研究,获得使机器人行走性能较好的足地接触条件;最后,使用分岔图、时间响应图等工具对机器人各结构参数协同演化时的行走步态进行分析。研究结果表明:摩擦系数大于0.24且阻尼系数大于4.37×10^(6) kg/(m^(1.5)·s)的足地接触环境是机器人稳定行走的必要条件,摩擦系数和阻尼系数的减小将分别使步态出现滑移和弹起,且摩擦系数对步态的影响占主导地位,两接触参数持续减小将使机器人摔倒;在结构参数中,髋关节质量及转动惯量的减小、足半径增大都更有利于机器人适应大范围的行走斜面角度;同时观察到,无论结构参数如何演化,机器人都将随着斜面角度的增大通过滑移而引发步态失稳。 展开更多

关键词 被动行走机器人 滑移 弹起 动力学分析 数值模拟

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台阶环境下被动行走机器人步态的阵发性与激变现象

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作者 高建设 高亦阳 +2 位作者 赵佳毅 梁杰 饶晓波 《哈尔滨工程大学学报》 北大核心 2025年第2期320-327,共8页

被动行走是双足机器人类实现低能耗拟人步态的重要途径,但目前研究多集中于斜面环境而很少涉及常见的台阶环境,仅考虑斜面一种行走环境制约了被动行走理论研究成果的适用性。本文以一种圆弧足被动行走机器人为研究对象,建立了机器人在... 被动行走是双足机器人类实现低能耗拟人步态的重要途径,但目前研究多集中于斜面环境而很少涉及常见的台阶环境,仅考虑斜面一种行走环境制约了被动行走理论研究成果的适用性。本文以一种圆弧足被动行走机器人为研究对象,建立了机器人在台阶环境下的动力学模型,采用分岔图和李雅普诺夫指数等数值工具,分析了机器人的步态动力学行为,发现了混沌行走模式中的周期窗口。研究表明:周期窗口内存在步态通向混沌的阵发性(I型)路径和(内部)激变路径,均会导致步态的混乱程度发生剧烈变化。其中,I型阵发由鞍结分岔所引起,内部激变由不稳定周期轨道与“弱”混沌吸引子的碰撞所产生。研究结果拓展了被动行走理论的适用范围,有助于理解被动行走机器人的混沌步态。 展开更多

关键词 被动行走 双足机器人 步态动力学 分岔 混沌 李雅普诺夫指数 阵发性 激变

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带仿生躯干的被动行走机器人步态特性 被引量：1

3

作者 魏巍 丁维高 谢进 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第2期477-484,共8页

为改善被动行走机器人的步态特性,受人体躯干同时具有刚性骨骼和柔性软组织启发,提出一种带刚柔仿生躯干的被动行走机器人模型,并研究其非线性动力学特性.将仿生躯干柔性部分等效为带质量的弹簧阻尼器,建立仿生躯干被动行走机器人的动... 为改善被动行走机器人的步态特性,受人体躯干同时具有刚性骨骼和柔性软组织启发,提出一种带刚柔仿生躯干的被动行走机器人模型,并研究其非线性动力学特性.将仿生躯干柔性部分等效为带质量的弹簧阻尼器,建立仿生躯干被动行走机器人的动力学模型.分别分析仿生躯干的等效弹性系数、等效阻尼系数、等效质量对被动行走机器人的行走步长和步行速度的影响规律,并与刚性躯干模型的结果进行对比.研究结果表明:相比于刚体躯干,仿生躯干使得被动行走具有更加丰富的步态行为;仿生躯干柔性不仅影响被动行走的行走步长及行走速度,还影响被动行走的稳定性;适当的躯干柔性可以在维持稳定周期步态的同时,提高被动行走机器人的行走步长及步行速度;与刚性躯干相比,带仿生躯干的被动行走步长能提高12%,行走速度能提高2%. 展开更多

关键词 步行机器人 被动行走 躯干 柔性 步态特性

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圆弧足被动行走机器人动力学参数影响研究 被引量：2

4

作者 张婉婉 高建设 +1 位作者 高家昌 王高峰 《机械设计与制造》 北大核心 2024年第2期198-203,209,共7页

被动行走机器人运动特性主要取决于动力学参数的选择。为研究参数变化对机器人步态的影响,以圆弧足被动行走机器人为研究对象,利用拉格朗日方法建立动力学方程并进行了数值仿真。借助分岔理论研究了圆弧足半径、质心位置、转动惯量和斜... 被动行走机器人运动特性主要取决于动力学参数的选择。为研究参数变化对机器人步态的影响,以圆弧足被动行走机器人为研究对象,利用拉格朗日方法建立动力学方程并进行了数值仿真。借助分岔理论研究了圆弧足半径、质心位置、转动惯量和斜坡倾角对机器人稳定步态的影响。采用正交扰动向量法求解被动行走机器人这种非光滑系统的李雅普诺夫指数,对分岔动力学进行了验证。结果表明:随着质心位置、转动惯量和斜坡倾角增大,机器人步态出现倍周期分岔现象,当圆弧足半径在特定区间内增大时机器人仍保持周期一步态,但足半径过度增大会导致步态失稳;另外,双参数研究中对圆弧足半径和质心位置联合作用下机器人稳定参数区间变化进行了分析,并且发现机器人步态呈现出逆倍周期分岔现象。该研究结果为未来双足步行机器人的优化设计和主动控制提供了重要参考。 展开更多

关键词 圆弧足被动行走机器人 动力学参数 分岔与混沌 李雅普诺夫指数

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圆弧足被动行走机器人步态多重稳定性研究

5

作者 暴雨萌 饶晓波 +1 位作者 丁顺良 高建设 《力学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1784-1795,共12页

目前关于被动行走步态的研究主要是揭示参数变化对其稳定性的影响,而对于步态多重稳定性的研究则较为少见.步态的多重稳定性不仅是行走模式多样化产生的根源,还是引发步态突变的关键因素.尽管当前共存步态的存在性已受到关注,但关于这... 目前关于被动行走步态的研究主要是揭示参数变化对其稳定性的影响,而对于步态多重稳定性的研究则较为少见.步态的多重稳定性不仅是行走模式多样化产生的根源,还是引发步态突变的关键因素.尽管当前共存步态的存在性已受到关注,但关于这些步态的产生、演化以及消失机制的系统性研究尚未开展.为此,文章以圆弧足被动行走机器人为研究对象,应用胞映射及点映射算法探索到与周期一步态共存的几种高周期步态,绘制了共存步态的三维吸引盆并对这些步态的行走特性进行了详细的对比分析.此外,基于跳跃矩阵法改进了Poincaré-Newton-Floquet(PNF)算法,对被动行走系统的不稳定轨道及其对应的Floquet乘子进行了求解,并结合吸引盆进一步揭示了步态演化过程中的分岔和激变现象.研究结果表明,共存步态的周期越高,其平均步速越快,但步态稳定性越差;这些共存步态均由极限环的折叠分岔产生,并由倍周期级联路径通向混沌,最终与不稳定轨道在吸引盆边界上产生碰撞而消失.文章的研究结果有助于理解被动行走步态的多重稳定性,并为机器人的优化设计及稳定控制提供理论依据. 展开更多

关键词 被动行走 多重稳定性 PNF方法 倍周期分岔 折叠分岔 边界激变

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圆弧足被动行走器非光滑动力学仿真研究 被引量：14

6

作者 段文杰 王琪 王天舒 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第4期765-774,共10页

传统的被动行走器动力学研究方法是将被动行走器模型视为双足轮流铰接于地面(或纯滚动)的倒立摆模型,并应用角动量守恒假设计算支撑腿转换时足地碰撞后的系统运动状态.但该方法不能分析足地之间的滑动现象、足地之间的非完全塑性碰撞现... 传统的被动行走器动力学研究方法是将被动行走器模型视为双足轮流铰接于地面(或纯滚动)的倒立摆模型,并应用角动量守恒假设计算支撑腿转换时足地碰撞后的系统运动状态.但该方法不能分析足地之间的滑动现象、足地之间的非完全塑性碰撞现象和两足同时着地的情况.采用基于线性互补的非光滑动力学方法,给出了一种基于中点格式积分一步的时间步进方法,可以有效地分析足地间的摩擦和碰撞现象,应用该方法对被动行走器进行数值仿真,发现了两种新的周期性步态,一种是带摩擦滑动现象的步态,另一种是支撑足转换时发生多次碰撞现象的步态,数值仿真结果还表明,较大的摩擦系数和较小的法向恢复系数更有利于被动行走器实现稳定周期步态行走. 展开更多

关键词 非光滑 线性互补 被动行走器 库伦摩擦 牛顿碰撞 多体系统 动力学

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双足被动行走模型局部稳定性分析 被引量：3

7

作者 胡运富 赵杰 +1 位作者 朱延河 臧希喆 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1485-1490,共6页

为了实现双足被动机器人进行稳定周期行走,给出了求解双足被动模型不动点的方法,并详细分析了被动行走模型各机械参数和斜面坡度对稳定不动点存在的影响,并分析各参数在给定初始条件下,对模型收敛到稳定周期运动状态速度的影响以及各参... 为了实现双足被动机器人进行稳定周期行走,给出了求解双足被动模型不动点的方法,并详细分析了被动行走模型各机械参数和斜面坡度对稳定不动点存在的影响,并分析各参数在给定初始条件下,对模型收敛到稳定周期运动状态速度的影响以及各参数对模型稳定不动点状态变化的影响.结果表明:较小的腿质量(m∈[0.3kg,30kg]),较高的质心位置(Kc∈[0.0304,0.6240]),合适的足半径(Kr=0.16),较大的转动惯量(KJ=0.128)以及合适的斜面坡度(β∈[0.02rad,0.1rad]有利于提高被动机器人的局部稳定性. 展开更多

关键词 被动行走 不动点 双足机器人 周期 相空间 局部稳定性

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基于脉冲推力作用的双足机器人半被动行走 被引量：6

8

作者 张奇志 周亚丽 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期102-106,共5页

研究了半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题.使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用支撑腿的脉冲推力作为行走的动力源.通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数.采用庞加莱映射方法证明了半被动... 研究了半被动双足机器人行走过程固定点的全局稳定性问题.使用罗盘机器人模型,在脚与地面冲击前,采用支撑腿的脉冲推力作为行走的动力源.通过引入一个限位器使两腿间的夹角在脚与地面冲击时保持为常数.采用庞加莱映射方法证明了半被动双足机器人行走固定点的存在性及其稳定性.分析了脉冲推力作用方向对双足机器人稳定行走的影响,并讨论了固定点存在的动力学附加条件.针对模型已知和未知2种情况,分别设计了行走控制律.理论分析和仿真结果表明,采用所提出的控制方法,半被动机器人可以在水平面上稳定行走,当脉冲推力作用方向与前腿垂直时控制效率最高. 展开更多

关键词 双足机器人 半被动行走 脉冲推力 固定点 稳定性

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简单双足被动行走模型仿真和分析 被引量：2

9

作者 胡运富 朱延河 +1 位作者 吴晓光 赵杰 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期490-494,499,共6页

为了更准确理解双足被动机器人运动的本质特征,加强模型研究对实际样机设计的指导作用,采用数值仿真和Adams验证的方法研究简单两杆直腿圆弧足被动模型.分析了该被动模型的特点并通过拉格朗日法建立了与其对应的动力学模型;根据机器人... 为了更准确理解双足被动机器人运动的本质特征,加强模型研究对实际样机设计的指导作用,采用数值仿真和Adams验证的方法研究简单两杆直腿圆弧足被动模型.分析了该被动模型的特点并通过拉格朗日法建立了与其对应的动力学模型;根据机器人稳定行走周期步态在相平面内表现为极限环特点,通过Matlab工具给出了理想模型稳态行走仿真的详细过程,分析并得出机器人能够周期稳态行走的初值条件,运动特点和运动过程中动能、势能的分布、变化过程以及相互转化关系,同时利用Matlab的仿真结果实现Ad-ams对现实样机模型稳态行走的仿真分析,为下一步对机器人稳定性分析提供了基础,为后续研究被动机器人样机提供设计依据. 展开更多

关键词 被动行走 不动点 双足机器人 相空间 庞加莱映射

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被动行走中躯干对能量效率的影响

10

作者 冯帅 刘凯 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期112-115,共4页

针对有躯干双足机器人的被动行走,以躯干对双足步行的影响为侧重点,采用Matlab仿真的方式建立了2个纯被动有躯干机器人模型,分别为腿部无质量模型和腿部有质量模型.研究了2个模型中不同躯干质量、躯干长度对步行能量效率的影响,并将这2... 针对有躯干双足机器人的被动行走,以躯干对双足步行的影响为侧重点,采用Matlab仿真的方式建立了2个纯被动有躯干机器人模型,分别为腿部无质量模型和腿部有质量模型.研究了2个模型中不同躯干质量、躯干长度对步行能量效率的影响,并将这2个模型的结果与对应的纯被动无躯干机器人模型进行了对比.结果表明:在相同的步行速度下,无躯干的机器人比有躯干的机器人更省能,躯干质量越小、躯干长度越小,机器人步行越省能.即在双足被动行走中,躯干在能量效率方面起不利作用. 展开更多

关键词 双足机器人 躯干 被动行走 能量效率

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摩擦与滚阻对被动行走器步态影响的研究 被引量：12

11

作者 郑鹏 王琪 +1 位作者 吕敬 郑旭东 《力学学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第1期162-170,共9页

本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.首先分别利用扩展的赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足所受的滚动摩... 本文研究了圆弧足被动行走器支撑足与地面间的摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.首先分别利用扩展的赫兹接触力模型和LuGre摩擦模型描述了支撑足与地面接触点处的法向支撑力和切向摩擦力,并考虑了行走过程中支撑足所受的滚动摩阻;其次利用第二类Lagrange方程推导出了该系统的动力学方程,并通过与已有成果的对比确定了合适的LuGre摩擦模型参数;最后仿真分析了摩擦系数和滚阻系数对被动行走器步态的影响.研究发现:摩擦系数的改变虽然对被动行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较小,但摩擦系数的减小会改变其行走步态类型,如发生倍周期分岔甚至混沌现象;然而,滚阻系数的改变会对行走器行走的平均速度、步幅,以及支撑足接触点处的最大法向接触力的影响较大,尚未发现滚阻系数的改变会引起其行走步态的变化. 展开更多

关键词 被动行走器 LuGre摩擦模型 滚动摩阻 行走步态 倍周期分岔

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具有屈膝行为的双足被动行走模型 被引量：1

12

作者 安康 陈启军 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期346-354,共9页

参考人类下坡行走运动特点,提出一种具有屈膝行为的双足被动行走模型.采用5质点4杆被动行走模型,设计支撑腿在行走过程中弯曲,通过对支撑腿膝关节弯曲时刻的调整,求解得到模型在不同斜面上的稳定周期行走步态.仿真结果表明,模型实现了... 参考人类下坡行走运动特点,提出一种具有屈膝行为的双足被动行走模型.采用5质点4杆被动行走模型,设计支撑腿在行走过程中弯曲,通过对支撑腿膝关节弯曲时刻的调整,求解得到模型在不同斜面上的稳定周期行走步态.仿真结果表明,模型实现了在坡度范围小于0.39rad的斜面上稳定行走步态.与传统步态相比,稳定行走的坡度范围显著提高,在较大坡度上也具有很好的稳定性. 展开更多

关键词 屈膝行为 被动动力学行走 双足运动 机器人学

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类圆规双足被动行走模型及其稳定性 被引量：1

13

作者 安康 刘成菊 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期1209-1217,共9页

研究一种两杆三质点类圆规双足被动行走模型,在行走模型上增加支撑脚横向和纵向两个自由度,以该模型为研究对象,求解被动动态行走步态,并分析其局部和全局稳定性.结果表明当模型的雅克比矩阵最大特征值在单位圆内且初始状态在吸引域内时... 研究一种两杆三质点类圆规双足被动行走模型,在行走模型上增加支撑脚横向和纵向两个自由度,以该模型为研究对象,求解被动动态行走步态,并分析其局部和全局稳定性.结果表明当模型的雅克比矩阵最大特征值在单位圆内且初始状态在吸引域内时,行走步态稳定.为理解双足行走的运动机理提供指导,同时也为设计稳定、高效的双足机器人提供分析思路. 展开更多

关键词 稳定性 类圆规模型 被动动态行走 双足运动 机器人学

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半被动双足机器人的行走控制及设计 被引量：1

14

作者 周亚丽 张奇志 《实验室研究与探索》 CAS 北大核心 2016年第11期47-50,55,共5页

研究了半被动双足机器人的平面稳定行走控制及设计实现。采用欧拉-拉格朗日方法及动量矩守恒定律分别得到摆动腿摆动阶段的动力学方程及碰撞前后的切换模型。每个行走周期初始,在支撑腿脚后跟施加脉冲推力作为行走的动力源,通过求解摆... 研究了半被动双足机器人的平面稳定行走控制及设计实现。采用欧拉-拉格朗日方法及动量矩守恒定律分别得到摆动腿摆动阶段的动力学方程及碰撞前后的切换模型。每个行走周期初始,在支撑腿脚后跟施加脉冲推力作为行走的动力源,通过求解摆动腿摆动阶段的线性化方程,获得脉冲推力的初值,采用二阶迭代学习控制算法对脉冲推力进行修正。在理论分析的基础上,分别在Matlab环境下及双足机器人实验装置中进行了仿真及实验研究。仿真及实验结果表明:和一阶迭代学习控制算法相比,文中所提算法具有更快的收敛速度,可以实现双足机器人平面上的稳定周期行走,具有稳定的极限环。且雅可比矩阵的特征值均位于单位圆内,满足系统的稳定条件。 展开更多

关键词 双足机器人 半被动行走 脉冲控制 二阶迭代学习控制

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半被动双足机器人动态行走的位姿估算 被引量：6

15

作者 黄岩 谢广明 +2 位作者 杨晓华 王启宁 王龙 《北京大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第4期565-571,共7页

针对现有半被动双足机器人缺乏对环境的感知且行走稳定性差等问题,研发了一款位姿估算器。在传统的惯性测量单元的基础上进行了改进,用精确的俯仰和翻滚测量结果修正了重力加速度对加速度计产生的误差,从而提高估算器的性能。利用机器... 针对现有半被动双足机器人缺乏对环境的感知且行走稳定性差等问题,研发了一款位姿估算器。在传统的惯性测量单元的基础上进行了改进,用精确的俯仰和翻滚测量结果修正了重力加速度对加速度计产生的误差,从而提高估算器的性能。利用机器人多次实际实验行走所获得的离线数据得出行走参数,并且和地面实际测量系统的测量结果进行了比较。实验证明所研发的位姿估算器具有令人满意的测量精度,可准确的测量机器人行走时的关键性能参数。测量结果作为反馈可有效提高半被动机器人的运动稳定性。 展开更多

关键词 半被动动态行走 双足机器人 位姿估算 地面实际测量系统

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表征被动双足行走的二维无边轮辐的动力学及稳定性分析 被引量：1

16

作者 奚如如 王兴松 韩亚丽 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期1066-1074,共9页

为验证具有被动行走特征的二维无边轮辐稳定极限环的存在,使静止于斜坡上的无边轮辐以不同的初始运动条件开始运动,对其进行运动学及动力学分析,建立表征被动双足行走理论的无边轮辐模型的无碰撞阶段运动方程及碰撞瞬间切换方程.利用庞... 为验证具有被动行走特征的二维无边轮辐稳定极限环的存在,使静止于斜坡上的无边轮辐以不同的初始运动条件开始运动,对其进行运动学及动力学分析,建立表征被动双足行走理论的无边轮辐模型的无碰撞阶段运动方程及碰撞瞬间切换方程.利用庞加莱映射理论进行斜坡上滚动的无边轮辐运动稳定性分析,结果表明,不动点与极限环为轮辐运动稳定性的表征参数,且不动点与极限环的存在与轮辐的辐条数目、惯性矩参数、运动初始条件和斜坡角度有关.利用M ATLAB软件对不动点与极限环的存在进行仿真分析,验证了在一定的斜坡角度和初始运动条件下无边轮辐可实现稳定持续的下坡滚动.基于无边轮辐模型可建立斜坡上行走的无驱动被动双足行走模型,将下坡时由重力提供的驱动力等同于主动驱动力施加到平面上行走的无驱动被动双足行走模型,可以减少驱动能量损耗及简化行走控制理论. 展开更多

关键词 无轮辐轮 被动双足行走 庞加莱映射 不动点 极限环

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基于脉冲推力的半被动双足机器人无模型神经网络控制 被引量：9

17

作者 周亚丽 张奇志 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2018年第1期56-61,共6页

研究了半被动双足机器人的平面稳定行走控制问题。以最简行走模型为动力学模型,采用沿支撑腿方向的脚后跟脉冲推力作为行走动力源。考虑到系统模型的非线性特征,将基于三角函数扩展的函数链接型人工神经网络控制算法引入到机器人系统中... 研究了半被动双足机器人的平面稳定行走控制问题。以最简行走模型为动力学模型,采用沿支撑腿方向的脚后跟脉冲推力作为行走动力源。考虑到系统模型的非线性特征,将基于三角函数扩展的函数链接型人工神经网络控制算法引入到机器人系统中,以产生系统所需的脉冲推力。采用基于数据驱动的无模型同步扰动随机逼近算法对神经网络的权值进行更新,利用庞加莱映射方法分析了半被动双足机器人行走的稳定条件。在理论分析的基础上,对该算法进行了仿真研究。仿真结果表明,算法在收敛快速性上要优于迭代学习控制算法,可以实现双足机器人平面上的稳定周期行走,且雅可比矩阵的特征值均位于单位圆内,满足系统的稳定条件。 展开更多

关键词 双足机器人 半被动行走 脉冲推力 神经网络 无模型

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欠驱动两足步行机器人研究现状 被引量：4

18

作者 绳涛 王剑 马宏绪 《控制工程》 CSCD 2008年第4期456-460,共5页

针对欠驱动两足步行机器人的研究现状与发展趋势进行了探讨。首先,总结了被动行走和踝关节欠驱动两足机器人的研究现状,介绍了欠驱动两足步行机器人的基本研究方法,包括问题描述、步态规划、运动控制和稳定性判定等,并对欠驱动两足机器... 针对欠驱动两足步行机器人的研究现状与发展趋势进行了探讨。首先,总结了被动行走和踝关节欠驱动两足机器人的研究现状,介绍了欠驱动两足步行机器人的基本研究方法,包括问题描述、步态规划、运动控制和稳定性判定等,并对欠驱动两足机器人需要进一步研究的问题和发展方向进行深入研究,最终目标是将欠驱动控制策略应用于两足步行机器人的行走过程控制,以提高其运动性能。 展开更多

关键词 被动行走 两足机器人 欠驱动系统 步态规划

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欠驱动机器人强化学习算法仿真及结果分析

19

作者 臧希喆 王晓林 +1 位作者 吴晓光 刘鑫宇 《江南大学学报（自然科学版）》 CAS 2012年第2期132-136,共5页

针对纯被动机器人对环境变化敏感,抗干扰能力差等问题,提出了一种基于Sarsa(λ)强化学习的底层PD控制器参数优化算法。在MatODE环境下建立双足有膝关节机器人模型并进行控制器设计。通过与传统控制器仿真结果的对比分析,得出该算法可使... 针对纯被动机器人对环境变化敏感,抗干扰能力差等问题,提出了一种基于Sarsa(λ)强化学习的底层PD控制器参数优化算法。在MatODE环境下建立双足有膝关节机器人模型并进行控制器设计。通过与传统控制器仿真结果的对比分析,得出该算法可使模型获得更加稳定的行走步态,同时提高了系统抵抗斜坡扰动的能力,增强机器人的行走鲁棒性。 展开更多

关键词 被动行走 强化学习 双足 Sarsa(λ)学习

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基于两点式步行吸引盆计算的稳定性分析 被引量：1

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作者 钟林枫 罗翔 郭晨光 《东南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第1期89-94,共6页

为了研究两足步行过程中步态稳定性及步行能耗的问题,通过对人脚结构的分析提出了一种新型的步行模式——两点式步行模式,并建立了基于此模式的直腿无膝倒立摆动力学模型.运用Poincare映射法,提出了一种数值算法,计算了该直腿无膝模型... 为了研究两足步行过程中步态稳定性及步行能耗的问题,通过对人脚结构的分析提出了一种新型的步行模式——两点式步行模式,并建立了基于此模式的直腿无膝倒立摆动力学模型.运用Poincare映射法,提出了一种数值算法,计算了该直腿无膝模型的不动点及吸引盆;研究了模型特性参数λ、步长对吸引盆特性及步行能耗的影响.系数λ增大会使吸引盆面积减小,收敛到不动点的速度变快,快速收敛到不动点的初始条件比例变大.步长增大会使吸引盆面积增大,模型在步行过程中单位距离消耗的能量增加.结果表明,λ为0.55和步长为0.50的参数组合更有利于对机器人系统的控制. 展开更多

关键词 被动行走 倒立摆 POINCARE映射 数值法

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