欠驱动两足机器人的激励规划及控制方法

摘要

本发明公开了一种实时性高、工程实用性强的欠驱动两足机器人的激励规划及控制方法，(1)建立数学模型，并转化为系统状态方程；(2)选定激励信号；(3)输入激励信号；(4)把步骤(3)中得到的关节角度位置、关节角度速度、关节角度加速度作为给定值；记被动关节的角度激励规划为qpd，欠驱动关节的实际输出角度为qp；(5)由传感器按采样周期采样并计算实际的欠驱动关节角度qp，欠驱动关节角度速度欠驱动关节角度加速度(6)在每个采样周期都将qpd与qp比较，得到误差，由确定，并进行滑模变结构控制校正，使e趋向于零；(7)经滑模变结构控制校正运算后输出主动关节控制量ua；(8)重复(3)～(7)，得到每个采样周期的主动关节控制量。

主权项

1.一种欠驱动两足机器人的激励规划及控制方法，其特征在于，由以下步骤实现：(1)建立欠驱动两足机器人的数学模型，并将该数学模型转化为系统状态方程；(2)选定激励信号：间断性振荡力矩正弦函数，或脉冲函数；(3)输入激励信号，根据欠驱动两足机器人的数学模型计算输出关节角度位置、关节角度速度、关节角度加速度；(4)激励规划：把步骤(3)中得到的关节角度位置、关节角度速度、关节角度加速度作为实际欠驱动两足机器人输出的给定值，即欠驱动两足机器人的角度激励规划；记被动关节的角度激励规划为q_p^d，q_p^d就是被动关节角度的期望值，欠驱动关节的实际输出角度为q_p；(5)由欠驱动两足机器人的传感器按采样周期采样并计算实际欠驱动两足机器人的欠驱动关节角度q_p，欠驱动关节角度速度欠驱动关节角度加速度(6)在每个采样周期都将q_p^d与实际欠驱动两足机器人输出的q_p进行比较，得到误差，记该误差为e，由表达式$e=q_p^d-q_p$确定，并进行滑模变结构控制校正，使e趋向于零；(7)经滑模变结构控制校正运算后输出主动关节控制量，记该控制量为u_a，所述欠驱动两足机器人根据u_a去控制欠驱动两足机器人的主动关节伺服驱动器或主动关节电机；(8)重复步骤(3)～(7)，得到每个采样周期主动关节的实际控制量，同时根据实际控制量实时控制所述欠驱动两足机器人的运动。