基于时间投影控制的欠精确动态行走
机器人学
2018-11-12 v1
摘要
我们提出了一种基于 3LP 的新型行走落足点控制器,3LP 是一个由三个摆组成的双足行走三维模型,用于模拟下落、摆动和躯干动力学。利用 3LP 模型的线性方程式与闭式解,我们提出的控制器将双足机器人的中间状态投影回该相位起点,并为此设计了一个离散 LQR 控制器。投影之后,该 LQR 控制器生成适当的控制策略并在中间时刻使用。这种控制范式对扰动立即作出反应,并包含考虑摆动动力学与腿部回缩的规则。我们将其应用于一个处于位置控制下的仿真 Atlas 机器人,始终命令其执行原地行走。我们机器人中的支撑髋关节保持躯干直立以让机器人自然下落,摆动髋关节跟踪期望的足迹位置。结合底层控制器中简单的压力中心(CoP)阻尼规则,我们的落足点使机器人能够从强推扰中恢复,并在受到外部或内部持续扰动源时产生周期性行走步态。这些步态是欠精确的,即由非对称源涌现而非精确施加给机器人一个期望速度。同样在极端条件下,3LP 模型的线性假设常被违背,但系统在仿真中仍保持鲁棒。对闭环特征值、可行区域以及推扰时刻敏感性的广泛分析进一步展示了我们简单控制器的优势。
引用
@article{arxiv.1811.03984,
title = {Imprecise dynamic walking with time-projection control},
author = {Salman Faraji and Philippe Muellhaupt and Auke J. Ijspeert},
journal= {arXiv preprint arXiv:1811.03984},
year = {2018}
}