类人机器人鲁棒步行控制器:动态平衡与实时性能

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本文主要探讨了一种针对类人步行机器人的鲁棒控制器设计与实现。标题"一种类人机器人步行鲁棒控制器"表明研究的核心焦点在于提升机器人在步行过程中的抗干扰能力,确保其在遇到外部冲击力或其他不确定因素时仍能保持动态平衡。描述中提到,这篇论文是发表在EI( Engineering Index)期刊上的,关注点在于机器人步行的鲁棒性控制,这显示了作者对提高机器人在复杂环境下的适应性和稳定性有深入的研究。 作者通过构建一个九连杆的仿人平面机械系统来分析机器人的步行动态过程,利用科氏力向量建立动力学模型,探讨了非线性补偿在确保机器人渐近稳定控制中的作用。这种方法有助于减少外部干扰对机器人步态的影响,使得机器人能够准确地追踪预定的运动轨迹。 关键的创新点在于通过遗传算法进行参数优化,设计出一种兼顾实时性的鲁棒控制算法。这种算法不仅能在理论上确保机器人在步行过程中的稳定性,而且在实际应用中也能快速响应,帮助机器人在短执行周期内自主恢复动态平衡。具体来说,仿真结果显示,即使受到不同程度的外扰,机器人关节角位移误差保持在可接受范围内,且零力矩点(zMP)始终保持在支撑脚范围内,重心轨迹的地面投影基本位于一条理想的弦曲线上。 为了验证理论成果,作者将这个鲁棒控制器应用到实际的类人步行机器人行走控制中,实验结果证实了其在应对外扰时的有效性。这项研究对于提高类人机器人的行走性能,增强其在复杂环境中的自主性具有重要意义,为未来机器人技术的发展提供了有力支持。中图分类号TP24(机器人技术)和TP18(控制科学与工程)进一步明确了论文的专业领域,文献标识码A则表明文章满足学术出版的标准。文章编号提供的是用于引用和查找的具体代码。