[发明专利]欠驱动两足机器人的运动控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及机器人控制技术领域，具体讲是一种欠驱动两足机器人的运动控制方法。

背景技术

时不变步态是欠驱动两足机器人运动规划的主要方法，目前的欠驱动两足机器人的运动控制方法主要是依据时不变步态理论形成的具体的技术方案，时不变步态是指机器人步态和状态相关，而与时间无关。所述欠驱动两足机器人的运动控制方法一般是以一个与被动自由度相关的姿态变量作为同步变量，通过对主动关节进行控制，实现主动关节与被动关节同步，达到姿态可控的目的，主动关节的运动轨迹称为虚拟约束。所述欠驱动两足机器人的运动控制方法的核心问题在于如何更好地实现对单脚支撑期的控制，使欠驱动两足机器人在一步周期内快速镇定，而目前的欠驱动两足机器人的运动控制方法是通过单个控制器输出控制量，导致欠驱动两足机器人在一步周期内的镇定速度不够快，换句话说，目前的欠驱动两足机器人的运动控制方法的实时性不高、工程实用性不强。

发明内容

本发明要解决的技术问题是，克服以上现有技术的缺点，提供一种实时性高、工程实用性强的欠驱动两足机器人的运动控制方法。

本发明的技术方案是，提供一种欠驱动两足机器人的运动控制方法，由以下步骤实现：

(1)建立欠驱动两足机器人的运动控制数学模型；

(2)选定欠驱动两足机器人的同步变量，并记为θ(q)；

(3)欠驱动两足机器人根据其自身传感器按采样周期采样的实际输出、步骤(1)建立的欠驱动两足机器人的运动控制数学模型、步骤(2)中的同步变量来计算得到欠驱动两足机器人的虚拟约束输出，并记虚拟约束输出为h_d(θ(q))，实际输出h₀(q)；

(4)在每个采样周期都将实际输出与步骤(3)中得到的虚拟约束输出进行比较，得到误差，记该误差为y，则y由表达式y＝h₀(q)-h_d(θ(q))确定，同时进行反馈校正，修正步骤(2)中的同步变量，使y趋向于零；

(5)将步骤(4)中得到的y经多模型控制器计算，得到多个控制量；

(6)根据欠驱动两足机器人的工况，选定步骤(5)中得到的多个控制量中的一个，记被选定的控制量为v_i；

(7)将步骤(6)中得到的控制量v_i，代入以下反馈线性化表达式，

u(x)=(LgLfh(x))-1(vi-Lf2h(x))]]>

经运算后输出实际控制量，记该实际控制量为u，所述欠驱动两足机器人根据u去控制其伺服驱动器；

(8)重复步骤(2)～(7)，得到每个采样周期的实际控制量，同时根据实际控制量实时控制所述欠驱动两足机器人的运动。

采用上述方法后，本发明与现有技术相比，具有以下显著优点及有益效果：因为本发明欠驱动两足机器人的运动控制方法在欠驱动两足机器人的步行模式中，计入了多模型控制器的影响，换句话说，本发明欠驱动两足机器人的运动控制方法通过多模型控制器输出多个控制量，然后依据欠驱动两足机器人的工况，选定最优的控制量，再以最优的控制量得到实际控制量，所述欠驱动两足机器人根据实际控制量去控制其伺服驱动器，这样，本发明欠驱动两足机器人的运动控制方法使得欠驱动两足机器人在一步周期内的镇定速度足够快，所以本发明欠驱动两足机器人的运动控制方法具有实时性高、工程实用性强的优点。

附图说明