计算机应用

作者：廖发康, 周亚丽, 张奇志

单位：北京信息科技大学 自动化学院，北京 100192

关键词：双足机器人,躯干,摆动腿动力学,轨道稳定性,扰动抑制

针对传统双足机器人模型缺少脚质量和躯干的问题，提出考虑摆动腿动态及躯干影响的柔性双足机器人模型，并对其行走控制及稳定性进行研究。首先，建立系统的动力学模型并采用欧拉-拉格朗日法推导了系统的动力学方程；同时，在弹簧负载倒立摆（SLIP）模型的基础上添加刚性躯干、脚质量及采用变长度伸缩腿，充分考虑躯干及摆动腿动力学对机器人行走步态的影响；其次，设计基于变长度腿的反馈线性化控制器来跟踪目标轨迹，以及调节摆动腿和躯干的姿态；最后，利用Newton-Raphson迭代法和庞加莱映射分析机器人的不动点及轨道稳定性条件，并在理论分析的基础上进行仿真。仿真结果表明，所提控制器可以实现机器人的周期行走，对外界干扰具有良好的鲁棒性，且雅可比矩阵所有特征值的模均小于1，能形成稳定的极限环，证明系统是轨道稳定的。

来源：2023年第1期

《计算机应用》期刊编辑部

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