基于阻抗控制的多足步行机器人腿部柔顺控制研究
| 摘要 | 第5-7页 |
| Abstract | 第7-8页 |
| 目录 | 第9-17页 |
| 缩写、符号清单、术语表 | 第17-23页 |
| 第1章 绪论 | 第23-43页 |
| 摘要 | 第23页 |
| 1.1 研究背景与意义 | 第23-24页 |
| 1.2 国外多足步行机器人发展历程及进展 | 第24-30页 |
| 1.3 国外研究现状及分析 | 第30-38页 |
| 1.3.1 机器人柔顺控制研究概况 | 第30-33页 |
| 1.3.2 多足机器人柔顺控制研究现状 | 第33-38页 |
| 1.4 国内研究现状 | 第38-40页 |
| 1.5 本文主要研究内容 | 第40-41页 |
| 1.6 本章小结 | 第41-43页 |
| 第2章 腿部柔顺控制平台与腿部建模 | 第43-65页 |
| 摘要 | 第43页 |
| 2.0 引言 | 第43-44页 |
| 2.1 腿部柔顺控制实验平台介绍 | 第44-48页 |
| 2.1.1 柔顺控制平台硬件配置 | 第45-47页 |
| 2.1.2 控制系统软件架构 | 第47-48页 |
| 2.2 柔顺控制平台机器人腿部建模 | 第48-50页 |
| 2.2.1 机器人腿部模型建立 | 第48-49页 |
| 2.2.2 机器人足端与环境的等效模型 | 第49-50页 |
| 2.3 腿部运动学分析 | 第50-59页 |
| 2.3.1 腿部正逆运动学分析 | 第51-53页 |
| 2.3.2 半球形足端下的运动学修正 | 第53-56页 |
| 2.3.3 机器人腿部的速度分析 | 第56-57页 |
| 2.3.4 机器人足端轨迹规划 | 第57-59页 |
| 2.4 基于LS-SVM的半球形足端轨迹修正算法 | 第59-64页 |
| 2.4.1 LS-SVM的算法实现 | 第59-61页 |
| 2.4.2 基于LS-SVM的逆运动学模型 | 第61-62页 |
| 2.4.3 仿真结果及分析 | 第62-63页 |
| 2.4.4 实验结果及分析 | 第63-64页 |
| 2.5 本章小结 | 第64-65页 |
| 第3章 基于能耗和工作空间的腿部结构优化设计 | 第65-89页 |
| 摘要 | 第65页 |
| 3.1 引言 | 第65-66页 |
| 3.2 系统能耗模型与能耗指标 | 第66-74页 |
| 3.2.1 系统能耗模型与关节力矩 | 第66-72页 |
| 3.2.2 基于结构参数的能耗优化指标 | 第72-74页 |
| 3.3 工作空间分析及目标工作空间指标 | 第74-77页 |
| 3.3.1 机器人腿部工作空间的分析 | 第75-76页 |
| 3.3.2 基于目标工作空间的优化指标 | 第76-77页 |
| 3.4 基于遗传算法的优化设计 | 第77-81页 |
| 3.4.1 系统不等式约束分析及优化目标 | 第78-79页 |
| 3.4.2 基于遗传算法的求解 | 第79-81页 |
| 3.5 仿真结果及分析 | 第81-86页 |
| 3.5.1 工作空间优化结果分析 | 第81-84页 |
| 3.5.2 优化结果可操作性分析 | 第84页 |
| 3.5.3 优化前后能耗的对比 | 第84-86页 |
| 3.6 本章小结 | 第86-89页 |
| 第4章 基于自适应控制的腿部柔顺控制 | 第89-105页 |
| 摘要 | 第89页 |
| 4.1 引言 | 第89-90页 |
| 4.2 基于位置的阻抗控制建模与分析 | 第90-94页 |
| 4.2.1 阻抗控制模型建立与分析 | 第90-92页 |
| 4.2.2 腿部关节位置控制建模 | 第92-94页 |
| 4.3 阻抗控制参数控制性能分析 | 第94-97页 |
| 4.3.1 目标惯性对控制性能的影响 | 第95页 |
| 4.3.2 目标阻尼对控制性能的影响 | 第95-96页 |
| 4.3.3 目标刚度对控制性能的影响 | 第96-97页 |
| 4.4 基于自适应控制的柔顺控制 | 第97-100页 |
| 4.4.1 阻抗控制稳态误差分析 | 第97-98页 |
| 4.4.2 间接自适应控制算法 | 第98-100页 |
| 4.5 自适应控制仿真及分析 | 第100-102页 |
| 4.5.1 不同环境刚度下脚力跟随仿真 | 第100-101页 |
| 4.5.2 不同期望力下脚力跟随仿真 | 第101-102页 |
| 4.6 自适应控制实验及分析 | 第102-103页 |
| 4.7 本章小结 | 第103-105页 |
| 第5章 基于自适应-模糊控制的腿部柔顺控制研究 | 第105-131页 |
| 摘要 | 第105页 |
| 5.1 引言 | 第105-106页 |
| 5.2 基于自适应-模糊控制的腿部柔顺控制 | 第106-111页 |
| 5.2.1 自适应控制参数分析 | 第106-108页 |
| 5.2.2 模糊控制器的输入输出 | 第108-109页 |
| 5.2.3 模糊规则建立 | 第109-111页 |
| 5.3 稳定性和鲁棒性分析 | 第111-119页 |
| 5.3.1 阻抗控制稳定性分析 | 第111-113页 |
| 5.3.2 自适应算法鲁棒性分析 | 第113-114页 |
| 5.3.3 对于不确定环境位置的鲁棒性分析 | 第114-119页 |
| 5.4 自适应-模糊控制仿真结果及分析 | 第119-123页 |
| 5.4.1 阶跃力跟随结果对比分析 | 第119-121页 |
| 5.4.2 躯体波动下力跟随结果对比分析 | 第121-123页 |
| 5.5 自适应-模糊控制实验结果及分析 | 第123-125页 |
| 5.5.1 柔软地面脚力控制实验 | 第123-124页 |
| 5.5.2 不同地面脚力控制实验 | 第124-125页 |
| 5.6 腿部柔顺控制实验研究及分析 | 第125-129页 |
| 5.6.1 不同环境下的柔顺控制实验 | 第125-126页 |
| 5.6.2 存在干扰下的柔顺控制实验 | 第126-127页 |
| 5.6.3 柔顺控制对机器人的影响 | 第127-129页 |
| 5.7 本章小结 | 第129-131页 |
| 第6章 总结与展望 | 第131-137页 |
| 6.1 论文主要工作与创新点 | 第131-134页 |
| 6.1.1 论文主要工作 | 第131-133页 |
| 6.1.2 论文创新点 | 第133-134页 |
| 6.2 未来工作展望 | 第134-137页 |
| 参考文献 | 第137-155页 |
| 致谢 | 第155-157页 |
| 作者简历及在学期间所取得的科研成果 | 第157页 |
