| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-8页 |
| 第1章 绪论 | 第15-35页 |
| 1.1 课题背景及研究的目的及意义 | 第15-16页 |
| 1.2 足式仿生机器人发展综述 | 第16-23页 |
| 1.2.1 单足仿生机器人发展现状 | 第17-19页 |
| 1.2.2 双足仿生机器人发展现状 | 第19-20页 |
| 1.2.3 四足仿生机器人发展现状 | 第20-23页 |
| 1.3 足式仿生机器人动步态控制研究现状及分析 | 第23-33页 |
| 1.3.1 足式仿生机器人归约模型研究现状 | 第23-26页 |
| 1.3.2 基于归约模型的动步态控制研究现状 | 第26-29页 |
| 1.3.3 基于Lagrange刚体动力学模型的动步态控制研究现状 | 第29-32页 |
| 1.3.4 足式机器人动步态运动稳定性分析研究现状 | 第32-33页 |
| 1.4 足式机器人动步态存在的关键问题 | 第33页 |
| 1.5 课题来源及主要研究内容 | 第33-35页 |
| 第2章 基于摄动方法的 SLIP 归约模型解析化研究 | 第35-70页 |
| 2.1 引言 | 第35页 |
| 2.2 SLIP 模型的统一化构建 | 第35-38页 |
| 2.2.1 建模及相关运动假设 | 第35-36页 |
| 2.2.2 动力学方程的推导 | 第36-38页 |
| 2.2.3 腾空与支撑相间的切换条件 | 第38页 |
| 2.3 SLIP 模型运动有效性分析 | 第38-42页 |
| 2.3.1 运动有效性的定义 | 第38-39页 |
| 2.3.2 运动失效性分析 | 第39-42页 |
| 2.4 基于摄动方法的 SLIP 模型支撑相解析化研究 | 第42-60页 |
| 2.4.1 现有 SLIP 模型解析化分析方法回顾 | 第42-47页 |
| 2.4.2 基于摄动方法的 SLIP 模型支撑相近似解 | 第47-54页 |
| 2.4.3 近似解预测性能分析 | 第54-60页 |
| 2.5 SLIP 模型的回归映射与运动稳定性分析 | 第60-69页 |
| 2.5.1 回归映射的建立 | 第60-62页 |
| 2.5.2 不动点及其稳定性分析 | 第62-65页 |
| 2.5.3 极限环分析及其吸引域的确定 | 第65-69页 |
| 2.6 本章小结 | 第69-70页 |
| 第3章 SLIP 归约模型的参数化分析与顶点运动控制策略研究 | 第70-112页 |
| 3.1 引言 | 第70页 |
| 3.2 SLIP 模型的运动性能评价指标 | 第70-75页 |
| 3.2.1 足-地接触性能指标 | 第71-72页 |
| 3.2.2 运动稳定性评价指标 | 第72-75页 |
| 3.3 触地角度对运动性能的影响分析 | 第75-88页 |
| 3.3.1 模型参数设置与计算分析流程 | 第75-76页 |
| 3.3.2 对足-地接触性能指标的影响分析 | 第76-81页 |
| 3.3.3 对运动稳定性评价指标的影响分析 | 第81-88页 |
| 3.4 腿部等效刚度对运动性能的影响分析 | 第88-98页 |
| 3.4.1 模型参数设置与计算分析流程 | 第88-89页 |
| 3.4.2 对足-地接触性能指标的影响分析 | 第89-92页 |
| 3.4.3 对运动稳定性能指标的影响分析 | 第92-98页 |
| 3.5 SLIP 模型的自稳定性与 Dead-beat 控制策略研究 | 第98-110页 |
| 3.5.1 SLIP 模型的自稳定性及其局限性 | 第98-100页 |
| 3.5.2 基于支撑相近似解析解的 Dead-beat 控制器设计 | 第100-107页 |
| 3.5.3 数值仿真实验 | 第107-110页 |
| 3.6 本章小结 | 第110-112页 |
| 第4章 欠驱动 SLIP 模型矢状面运动轨迹控制策略研究 | 第112-150页 |
| 4.1 引言 | 第112页 |
| 4.2 欠驱动 SLIP 模型的构建 | 第112-116页 |
| 4.2.1 动力学方程的推导 | 第113-114页 |
| 4.2.2 基于局部反馈线性化的预处理 | 第114-116页 |
| 4.3 SLIP 模型矢状面运动的虚拟约束设计 | 第116-128页 |
| 4.3.1 矢状面运动的虚拟约束与系统的零动态 | 第116-122页 |
| 4.3.2 基于Bézier多项式的运动虚拟约束设计 | 第122-128页 |
| 4.4 基于动态逆的矢状面隐式轨迹跟踪控制研究 | 第128-140页 |
| 4.4.1 动态逆的理论基础 | 第129-131页 |
| 4.4.2 基于矢状面虚拟约束的动态逆体系构建 | 第131-134页 |
| 4.4.3 基于动态逆的支撑相隐式轨迹跟踪 | 第134-140页 |
| 4.5 欠驱动 SLIP 模型的矢状面运动控制策略研究 | 第140-148页 |
| 4.5.1 矢状面运动控制策略 | 第141-145页 |
| 4.5.2 欠驱动 SLIP 模型的运动仿真实验 | 第145-148页 |
| 4.6 本章小结 | 第148-150页 |
| 第5章 基于 SLIP 归约模型的足式机器人动步态层次化运动控制研究 | 第150-203页 |
| 5.1 引言 | 第150页 |
| 5.2 基于 SLIP 归约模型的层次化控制架构 | 第150-162页 |
| 5.2.1 基于任务空间的控制模式映射 | 第151-157页 |
| 5.2.2 层次化控制系统架构 | 第157-161页 |
| 5.2.3 算法流程与可扩展性 | 第161-162页 |
| 5.3 单足机器人跳跃步态的运动控制与实现 | 第162-172页 |
| 5.3.1 系统动力学方程与二元状态机 | 第162-164页 |
| 5.3.2 单足机器人层次化运动控制器设计 | 第164-165页 |
| 5.3.3 跳跃步态的仿真实验与分析 | 第165-172页 |
| 5.4 双足机器人奔跑步态的运动控制与实现 | 第172-185页 |
| 5.4.1 双足机器人奔跑步态与系统动力学 | 第172-176页 |
| 5.4.2 双足机器人层次化运动控制器设计 | 第176-180页 |
| 5.4.3 奔跑步态的仿真实验与分析 | 第180-185页 |
| 5.5 四足机器人奔驰步态的运动控制与实现 | 第185-201页 |
| 5.5.1 四足机器人奔驰步态与系统动力学 | 第186-189页 |
| 5.5.2 四足机器人层次化运动控制器设计 | 第189-198页 |
| 5.5.3 奔驰步态的仿真实验与分析 | 第198-201页 |
| 5.6 本章小结 | 第201-203页 |
| 结论 | 第203-206页 |
| 参考文献 | 第206-222页 |
| 附录1 足式机器人仿真实验环境与参数设置 | 第222-227页 |
| 附1.1 单足机器人仿真实验环境与参数设置说明 | 第222-224页 |
| 附1.2 双足机器人仿真实验环境与参数设置说明 | 第224-225页 |
| 附1.3 四足机器人仿真实验环境与参数设置说明 | 第225-227页 |
| 附录2 5.5.2.3 节脊柱关节角与双质心距离关系推导 | 第227-228页 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 | 第228-230页 |
| 致谢 | 第230-231页 |
| 个人简历 | 第231页 |
