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使用质心规划的四足机器人爬行步态优化控制方法

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在四足机器人爬行步态中,由于在同一时刻有三条腿处于支撑相,步频较低、质心的位置波动较大,且控制系统实时计算量庞大.单独使用虚拟模型控制(VMC)或模型预测控制(MPC)方法对四足机器人的爬行步态(WALK)的控制效果欠佳,针对四足机器人的爬行步态提出了一种新的控制方案.首先使用基于二次优化的VMC进行机器人的足底支反力计算,构建机器人基本的运动控制模型,然后根据爬行步态的特点,对机器人的质心进行了基于MPC的轨迹规划,并将规划结果送入VMC求解器中迭代求解,从而得到机身期望的姿态和足底力.在仿真模型中检验后将此控制算法应用于物理样机进行试验.实验结果表明,该控制方案大幅度提高了四足机器人爬行步态的稳定性、减少了控制系统实时计算时间.
Optimization Control Method for Walking Gait of Quadruped Robot Using Centroid Planning

金泽凡、于宪元、李习辉、马洪涛、韩晓建

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北京航空航天大学 机械工程及自动化学院,北京 100083

北航歌尔(潍坊)智能机器人有限公司,山东 潍坊 261000

四足机器人 爬行步态 虚拟模型控制 模型预测控制

国家自然科学基金

51775011

2024

10.3969/j.issn.1009-0134.2024.05.002

制造业自动化
北京机械工业自动化研究所

制造业自动化

CSTPCD
影响因子：0.482
ISSN：1009-0134
年,卷(期)：2024.46(5)
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