基于运动发散分量的四足机器人步态规划

• 作者: 刘明敏 曲道奎 徐方 邹风山 贾凯 宋吉来
• 来源期刊: 浙江大学学报（工学版）
• 关键词: 四足机器人 步态规划 运动发散分量(DCM) 线性倒立摆模型(LIPM) 零力矩点(ZMP)
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 机械工程|Mechanical Engineering
• 页码范围: 244-250,409
• 页数: 8页
• 分类号: TP242
• 语种: 中文
• DOI: 10.3785/j.issn.1008-973X.2021.02.004

摘要

为了使四足机器人在出现较大的轨迹跟踪误差时仍然可以稳定运动,提出基于运动发散分量(DCM)的在线步态规划方法.将四足机器人抽象成三维线性倒立摆模型(LIPM),根据离线规划的落脚点,应用DCM方法论递推出保持DCM有界的参考轨迹;在满足步幅约束、零力矩点(ZMP)约束的条件下,步态规划运用宽松初始状态模型预测控制在线优化出可快速收敛到参考轨迹上的落脚点以及期望状态轨迹;全身运动控制器通过构建二次规划优化出满足运动约束、动力学约束、摩擦力约束等条件下跟踪期望状态轨迹的力矩.通过仿真验证以上算法,仿真结果表明:与经典模型预测控制相比,宽松初始状态模型预测控制可以承受较大的轨迹跟踪误差,四足机器人可以在出现较大的轨迹跟踪误差时以troting步态稳定运动并尽快收敛到离线规划的轨迹上.