基于混合被动线性倒立摆模型的 3D 欠驱动双足行走轨道刻画、稳定与组合

本文提出一种混合被动线性倒立摆（HLIP）模型，用于刻画、稳定并组合 3D 欠驱动双足行走的周期轨道。具体而言，在 H-LIP 的状态空间中对周期-1（P1）与周期-2（P2）轨道进行几何刻画。设计了步进控制器以实现轨道的全局稳定，推导了增益的有效范围及其最优性。最优步进控制器被用于生成并稳定双足机器人的行走。以驱动弹簧负载倒立摆（aSLIP）模型与欠驱动机器人 Cassie 为例进行说明。无论是具有 P1 或 P2 轨道的 aSLIP 行走，还是具有 P1 与 P2 轨道全部 3D 组合的 Cassie 行走，均可从原地踏步运动平滑生成并稳定。该方法为 3D 欠驱动行走机器人的连续步态生成与稳定提供了一条视角与方法论。