基于模型预测控制的仿人机器人实时步态优化

• 作者: 丁加涛 何杰 李林芷 肖晓晖
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 学科: 工学
• 关键词: 模型预测控制(MPC) 飞轮倒立摆模型(IPFM) 落脚点调整 躯干转动 双足步行 仿人机器人
• 年，卷（期）: 2019,（10）
• 所属期刊栏目: 机械与能源工程
• 页码范围: 1843-1851
• 页数: 9页
• 分类号: TP242
• 字数: 7696字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2019.10.001

摘要

为了提高仿人机器人在行走过程中的抗干扰能力,提出基于模型预测控制(MPC)的步态生成与优化策略.基于飞轮倒立摆模型(IPFM),建立系统状态空间模型.给定落脚点参考位置和躯干旋转参考角度,提出包含质心(CoM)轨迹生成、落脚点调整和躯干旋转角度优化的多目标惩罚函数;考虑足部支撑范围、落脚点变动范围等可行性约束,建立二次规划(QP)求解模型.利用开源求解器,实现最优质心轨迹、足部落脚点和躯干旋转角度的在线生成.通过仿真验证了该算法的可行性和有效性.结果表明,每个控制循环在2 ms内完成,满足实时控制需求;该方法能够利用躯干旋转以实现更大范围变步行参数的稳定行走;与只调整落脚点相比,机器人对各个方向外力的抵抗能力都有提高.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	肖晓晖	武汉大学动力与机械学院	49	553	11.0	23.0
2	何杰	武汉大学动力与机械学院	6	12	3.0	3.0
3	丁加涛	武汉大学动力与机械学院	5	9	2.0	3.0
4	李林芷	武汉大学动力与机械学院	1	1	1.0	1.0