具有非瞬时双支撑相的双足行走混合零动力学控制
机器人学
2023-03-10 v1
摘要
将双足行走的混合零动力学控制概念扩展至包含非瞬时双支撑相。考虑一个由五个刚体段经四个驱动转动关节连接而成的对称机器人。具有恒定平均行走速度的周期性行走步态由交替的单支撑相（SSP）与双支撑相（DSP）组成。混合零动力学控制设计通常假设DSP为瞬时，这是一个严重局限。所提控制器采用连续的SSP与DSP。两阶段间的转换建模为瞬时事件：DSP结束时后腿离地，以及SSP结束时摆动腿触地。由于DSP期间模型执行器数（4）多于自由度（3），系统为过驱动。为将其与欠驱动SSP模型结合并构造周期性行走步态，我们针对不同的应用提出三种控制器设计：欠驱动DSP、全驱动DSP与过驱动DSP。采用数值优化在离线过程中生成节能步态。优化结果表明，人为为DSP构造欠驱动控制器可产生最高效的步态；在DSP期间利用全驱动或过驱动增加控制任务则显著提升了步态稳定性。
引用
@article{arxiv.2303.05165,
title = {Hybrid Zero Dynamics Control for Bipedal Walking with a Non-Instantaneous Double Support Phase},
author = {Yinnan Luo and Ulrich J. Römer and Alexander Dyck and Marten Zirkel and Lena Zentner and Alexander Fidlin},
journal= {arXiv preprint arXiv:2303.05165},
year = {2023}
}
备注
36 pages, 13 figures