發(fā)布時間：2024-06-02 13:16

　　當前,隨著對移動機器人技術研究的深入,足式機器人已經具備了一定的自主運動能力和環(huán)境適應性能力,但是大多數(shù)足式機器人仍然缺乏執(zhí)行高動態(tài)任務的能力,而執(zhí)行高動態(tài)任務的關鍵點和難點在于足式機器人的關節(jié)力控制和腿部柔順控制。本文以液壓驅動足式機器人為研究對象,針對其腿部柔順控制問題,對單腿關節(jié)液壓伺服單元力控制展開研究;同時在關節(jié)力控制的基礎上,結合自抗擾控制方法,對足式機器人單腿操作空間力位混合控制進行了研究,主要取得了以下研究成果:1、建立了單腿液壓伺服單元各個環(huán)節(jié)的數(shù)學模型,構建了液壓伺服單元的狀態(tài)空間方程,并且對液壓伺服單元的力控制系統(tǒng)進行了分析。建立了足式機器人單腿模型。2、在關節(jié)液壓伺服單元數(shù)學模型的基礎上,利用擴張狀態(tài)觀測器對模型中存在的不確定項及干擾項進行了觀測,利用卡爾曼信息融合對負載速度進行估計,利用Lyapunov穩(wěn)定性方法設計了基于速度補償與擴張狀態(tài)觀測器的力伺服控制器。在AMESim中搭建了液壓伺服單元模型并與Matlab進行聯(lián)合仿真,同時在液壓單腿實驗平臺的踝關節(jié)上進行實驗,仿真和實驗都驗證了設計的控制器能夠獲得高性能的液壓伺服單元力控制。3、在腿部關節(jié)力伺服控制的...

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題來源
    1.2 論文研究的背景與意義
    1.3 課題研究現(xiàn)狀
        1.3.1 液壓驅動足式機器人研究現(xiàn)狀
        1.3.2 液壓伺服單元力控制研究現(xiàn)狀
        1.3.3 足式機器人腿部柔順控制研究現(xiàn)狀
        1.3.4 自抗擾控制技術研究現(xiàn)狀綜述
    1.4 論文研究的內容與組織結構
        1.4.1 論文研究的內容
        1.4.2 論文的組織結構
第二章 關節(jié)液壓伺服單元與單腿建模
    2.1 引言
    2.2 關節(jié)液壓伺服單元建模
        2.2.1 關節(jié)液壓作動器建模
        2.2.2 關節(jié)液壓作動器模型分析
    2.3 足式機器人單腿模型
        2.3.1 單腿運動學模型
        2.3.2 單腿動力學模型
    2.4 本章小結
第三章 基于速度信息融合與擴張狀態(tài)觀測器的關節(jié)力控制
    3.1 引言
    3.2 負載速度信息融合
        3.2.1 關節(jié)傳感器網絡
        3.2.2 負載速度信息融合
        3.2.3 負載速度信息融合實驗驗證
    3.3 擴張狀態(tài)觀測器設計
        3.3.1 擴張狀態(tài)觀測器工作原理
        3.3.2 擴張狀態(tài)觀測器設計
    3.4 關節(jié)力伺服控制器設計
        3.4.1 非線性PID參數(shù)整定方法
        3.4.2 關節(jié)力伺服控制律設計
    3.5 仿真和實驗驗證
        3.5.1 仿真驗證
        3.5.2 實驗驗證
    3.6 本章小結
第四章 單腿操作空間自抗擾控制
    4.1 引言
    4.2 單腿操作空間自抗擾控制
        4.2.1 腿部操作空間解耦控制策略
        4.2.2 擴張狀態(tài)觀測器設計
        4.2.3 腿部操作空間自抗擾控制律設計
    4.3 仿真驗證
        4.3.1 單腿擺動期控制仿真與結果分析
        4.3.2 單腿支撐期控制仿真與結果分析
        4.3.3 仿真結果總結
    4.4 本章小結
第五章 總結與展望
    5.1 論文總結
    5.2 未來工作展望
致謝
參考文獻
作者在學期間取得的學術成果



本文編號：3987302