分层控制视角下的腿式 locomotion：通过混合零动力学嵌入简化模型
系统与控制
2025-09-03 v1 机器人学
系统与控制
摘要
简化模型 (ROM) 提供了一种强大的动力学行走步态合成方法。然而，这种方法缺乏采用完整模型进行步态合成（如混合零动力学）所具有的形式保证。本文旨在通过分层控制视角来统一这两种方法。具体而言，我们确立了ROM的 locomotion 是否会产生稳定步行的条件。为此，给定一个ROM，我们合成一个编码ROM行为的零动力学流形——控制器可驱动FOM到达该流形，从而实现混合零动力学。我们证明，ROM中的稳定周期轨道意味着FOM混合零动力学具有输入-状态稳定的周期轨道，从而实现FOM动力学。该结果在线性倒置摆锚ROM和5连杆平面行走FOM的仿真中得到验证。
引用
@article{arxiv.2509.00294,
title = {A Layered Control Perspective on Legged Locomotion: Embedding Reduced Order Models via Hybrid Zero Dynamics},
author = {Sergio A. Esteban and Max H. Cohen and Adrian B. Ghansah and Aaron D. Ames},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.00294},
year = {2025}
}