四足机器人复杂环境下自适应控制技术研究

来源 :济南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:thomas962
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
在过去的几年中,四足机器人已成为机器人领域内备受关注的研究领域之一。随着先进材料、智能化控制以及环境感知技术等不断发展,市场对四足机器人的研究也逐步深入。这些技术的不断进步也使得四足机器人从实验室走向日常生活成为可能。现有四足机器人在面对复杂路况时其通过性仍有不足,针对上述问题,本课题提出一种基于模型预测控制的四足机器人稳定控制系统,旨在提高机器人复杂环境的通过性。本文基于CAN总线通讯的四足机器人关节电机控制,针对四足机器人关节电机的参数优化问题,首先设计了电机负载下的单关节控制系统的动力学模型并规划控制策略,通过CAN总线通讯来实现对电机的控制,对关节电机的位置增益与速度增益进行合理调控与参数优化。针对复杂地形与路面提出一种基于模型预测控制的控制方法,首先对四足机器人进行运动学分析并建立单刚体动力学模型,根据机器人的单一时刻状态,预测出接下来一段时间的状态,并解算出最优足底力并转换到关节中以力矩形式输出。基于Webots完成仿真系统的搭建,在Webots环境中搭建碎石、楼梯和斜坡等复杂环境,完成在各种仿真环境中对模型预测控制算法的验证。在完成仿真试验后基于宇树A1平台进行算法验证,针对实体机算法测试问题,采用宇树A1型四足机器人,A1配备了丰富的二次开发接口,连接宇树A1运动控制板,然后分别对机器人进行高层(highlevel)和底层(lowlevel)控制,最后将代码移植并完成实体验证与测试。通过实验分析可知,本文所提出的稳定控制方案,可以平稳通过碎石路,单边桥和斜坡等复杂路面,最大速度达到2.1m/s,稳定上下6cm楼梯,进一步满足了在复杂环境中的工作需要。
其他文献
助力外骨骼是一种可穿戴式机器人,为穿戴者提供辅助力量,使穿戴者能够承受更大的负载或进行更长时间的体力劳动。在军事领域、抢险救灾领域以及工业领域中,助力外骨骼可以有效降低人的体能消耗,降低疲劳感,提高工作效率,具有重要的学术研究价值和实际工程意义。助力外骨骼的关键技术难点之一在于解决人机运动的协同性与外骨骼结构复杂程度的平衡问题。本文的主要研究目标是设计和开发一种全身助力外骨骼机器人,协助人完成特定
学位
无人机倾斜摄影测量技术已经广泛地应用于测绘领域,以某市作为试验区,完成该试验区三维模型的制作。针对倾斜影像建立的三维模型存在的一些问题,比如悬浮物、建筑物结构变形、纹理缺失等,从而导致所建立的模型存在质量问题,提出了一系列相应的处理技术,并从纹理、位置两方面对模型进行了精度评定,对三维建模的发展具有重要意义。
期刊
在当代书法界,启功和赵朴初是两位家喻户晓的大师,也是受人尊崇的大家。启功是博学多才的文化巨匠,赵朴初乃心怀慈悲的佛教领袖。他们的书法一个清朗隽秀、书卷气浓厚,一个沉静雍容、禅意十足,其作品不但被后辈视为墨香永传的书法瑰宝,也成为世人争相模仿的对象。他们一生都以书法为伴,临池不辍,在传承中华优秀传统文化的同时开拓创新。本文分别挑选二人在书法成熟阶段的一幅作品进行赏析,最后通过比较分析其书法成就的原因
期刊
赵朴初的书法中处处透露着禅意,继承了禅意书风的神韵。赵朴初一生习书,一生作佛事,传统的家庭氛围为其艺术文化素养打好了基础。在书法艺术上,他吸纳众法,先帖后碑,碑帖交融,其书风呈俊秀舒逸、苍朴厚健的特点。赵朴初雅俗共赏的书法风格的形成,一方面是继承了宋代的尚意书风,尤其是以苏轼和黄庭坚为代表的洒脱一路;另一方面是受到了佛教思想的影响表现出禅意风度。
期刊
近年来,青少年溺水事故频发,溺水已成为青少年学生意外死亡的主要原因,面对青少年溺水,如何提高学生防溺水意识,开展具有针对性的防溺水安全教育是需要全社会群策群力、共同应对的问题。本文以文献资料法、实地调查法、问卷调查法、专家访谈法、逻辑分析法等研究方法对浙江省青少年防溺水安全教育现状进行调查;以协同理论视角,认为浙江省青少年防溺水安全教育由政府、学校、家庭、社会等四个要素构成,并通过分析各要素参与现
学位
学位
城市巡检是智慧城市中不可或缺的重要组成部分。城市环境错综复杂,对巡检机器人的行进效率和地形适应性的要求比较高。驱动轮四轮足机器人兼具轮式机器人在结构化环境下的速度优势和四足机器人在非结构化环境下出色的越障性能,但是驱动轮四轮足机器人的足端驱动轮结构笨重,稳定性差,且控制系统复杂。针对上述问题,提出了一种足端采用被动轮的四轮足机器人,对其开展轻量化结构设计和全地形适应步态规划。该四轮足机器人面向结构
学位
在移动机器人领域,由于双足机器人有着拟人的外形、复杂的自由度以及更强的环境适应性等特点,使其在市场有着更广阔的前景和潜力。对双足机器人稳定性研究,尤其是在复杂环境中稳定行走的方案,一直是该领域的研究重点和难点。对机器人上楼梯场景的稳定行走方案设计时,整体效果的优劣主要由以下三个方面决定:轨迹规划是否恰当、系统建模是否准确以及控制器是否可靠。轨迹规划要结合环境信息合理地设计零力矩点(zero tor
学位
人类对地球传统能源需求的增加给环境带来了致命负担。太阳能的利用给人类指出了一条可持续发展的道路,特别是分布式光伏的出现。分布式光伏的发展对于降低对传统化石能源的依赖,促进清洁能源的发展具有重要意义。
期刊
<正>在并购业务中,对于收购方而言,通过律师的尽职调查,可了解被收购方的历史和现状并发现其存在的问题,从法律角度预判风险、评估风险,从而决定交易是否继续、交易的定价、交易的结构安排、交易合同的基本条款等。本文拟从收购方律师的角度,对律师从事并购法律尽职调查业务作概要性介绍。律师开展法律尽职调查的原则性要求并购法律尽职调查通常是指在公司合并与收购业务中,律师根据客户的委托,利用一定的方法和手段,
期刊