一種多足機器人運動控制系統(tǒng)的設計與研究.pdf

1、在地球的陸地表面上，有超過一半以上的面積是由崎嶇不規(guī)則的陸地或者沼澤構成，輪式機器人很難在這種復雜環(huán)境中穩(wěn)定的移動，因此設計出一種類似多足生物能夠在復雜地形下穩(wěn)定有效移動的足式機器人一直是科研工作者努力研究的目標。本文以全地形八足機器人為研究對象，展開多足機器人的相關研究，針對機器人的特殊本體結構，提出了適合機器人的分動控制模式以及多足協(xié)調控制模式，并圍繞兩種運動控制模式展開了一定的研究。
　　本文首先分析全地形八足機器人運動控制

2、系統(tǒng)的性能要求，采用以DSP和FPGA為核心控制模塊的控制系統(tǒng)方案。然后提出了控制系統(tǒng)的五個關鍵技術，包括多足協(xié)調控制模式步態(tài)的研究、多足協(xié)調控制模式機身位置姿態(tài)的運動學分析、多關節(jié)協(xié)調控制、分動控制模式下機器人步態(tài)研究以及中心能源電機速度控制。
　　在多足協(xié)調控制模式步態(tài)的研究中，本文針對全地形八足機器人結構特點設計了一種三足和四足交錯協(xié)調配合步態(tài)，并對機身位置姿態(tài)進行了運動學分析。多關節(jié)協(xié)調控制中，硬件上設計了以DSP和FPG

3、A構成的核心處理模塊、各個電機驅動模塊。軟件上采用改進PID位置控制方法，并提出了多關節(jié)協(xié)調控制算法協(xié)調有序控制各個關節(jié)。此外還提出了分動控制模式下機器人的步態(tài)，在ADAMS軟件中建立分動控制機器人虛擬樣機進行仿真研究，并設計了基于無刷直流電機的改進指數趨近律滑模控制方法。
　　最后利用加工好的機器人樣機以及設計好的硬件電路和軟件搭建了實驗平臺，并進行了分動控制模式下的直行測試、無刷直流電機的改進指數趨近律滑模控制測試、單關節(jié)位置