面向Legged Robots动态运动的三级全身扰动抑制控制框架
机器人学
2026-02-03 v3
摘要
本文提出了一种控制框架，用于增强四足机器人在存在不确定性（包括模型不确定性、外部扰动和故障）情况下的稳定性和鲁性。该框架使全状态反馈估计器能够估计和补偿四足机器人全身动力学中的不确定性。首先，我们提出了一种新型的移动时域扩展状态观测器（MH-ESO），用于估计不确定性并减轻四足系统中的噪声，可集成到该框架中用于扰动补偿。其次，我们引入了三级全身扰动抑制控制框架（T-WB-DRC）。与之前的两级方法不同，本三级框架考虑了既基于无不确定性的全身动力学方案，也基于有不确定性的全身动力学方案，显著提高了有效载荷运输、外部扰动抑制和故障容错能力。最后，Gazebo仿真器中的人形和四足机器人仿真实验证了T-WB-DRC的有效性和通用性。进一步的实验在四足机器人上进行，验证了在各种扰动条件下使用T-WB-DRC时系统的鲁性和稳定性。
引用
@article{arxiv.2508.13531,
title = {A Three-Level Whole-Body Disturbance Rejection Control Framework for Dynamic Motions in Legged Robots},
author = {Bolin Li and Gewei Zuo and Zhixiang Wang and Xiaotian Ke and Lijun Zhu and Han Ding},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13531},
year = {2026}
}
备注
has been accepted for publication as a SPECIAL ISSUE paper in the IEEE Transactions on Automation Science and Engineering