一种轮足式机器人的柔顺控制方法

摘要

本发明公开了一种轮足式机器人的柔顺控制方法，包括：外环控制，为机器人本体位姿控制，控制目标是使机器人本体的位姿准确跟踪期望的位姿轨迹；中环控制，为足端接触力控制，控制目标是使机器人本体的位姿准确跟踪期望的位姿轨迹；内环控制，为主动关节驱动力矩控制，控制目标是实现支撑腿足端接触力跟踪外环计算得到的期望力；通过上述三个控制，在准确控制机器人本体位姿的同时，对支撑腿足端接触力进行控制。本发明具有原理简单、控制精度高、能够提高机器人适应能力等优点。

主权项

一种轮足式机器人的柔顺控制方法，其特征在于，包括：外环控制，为机器人本体位姿控制，控制目标是使机器人本体的位姿准确跟踪期望的位姿轨迹；中环控制，为足端接触力控制，控制目标是使机器人本体的位姿准确跟踪期望的位姿轨迹；内环控制，为主动关节驱动力矩控制，控制目标是实现支撑腿足端接触力跟踪外环计算得到的期望力；通过上述三个控制，在准确控制机器人本体位姿的同时，对支撑腿足端接触力进行控制；所述外环控制中，首先建立基于牛顿‑欧拉方程的包含非完整约束条件的机器人本体动力学模型，将通过惯性传感器得到的机器人本体位姿数据作为反馈量，与期望位姿轨迹比较；然后，基于动力学模型设计PID控制器，计算控制量，即支撑腿足端期望接触力；最后，对接触面切向力进行限幅，使之满足摩擦锥约束。