使用角动量线性倒立摆模型与模型预测控制的爬楼梯
机器人学
2024-03-06 v2 系统与控制
系统与控制
摘要
一种在线性倒立摆模型中使用角动量与落脚位置作为状态变量的新控制范式，拓展了双足机器人控制的可能性。这一被称为 ALIP 模型的新范式，在机器人质心高度可假设为常数或近常数、以及落脚位置无运动学外限制的情况下已显示出有效性。上下楼梯违背了这两个假设：质心高度在一步内显著变化，且楼梯几何限制了落脚位置的有效性。本文中，我们探索 ALIP 模型的一种变体，其允许由机器人支撑脚与质心构成的虚拟摆的长度在一步中遵循平滑轨迹。我们将该模型与一种由基于虚拟约束的控制和模型预测控制算法新颖组合构建的控制策略相耦合，以稳定不单纯依赖落脚位置的爬楼梯步态。在 SimMechanics 仿真环境中对 Cassie 双足机器人的 20 自由度模型进行的仿真表明，该控制器能够实现周期性步态。
引用
@article{arxiv.2307.02448,
title = {Stair Climbing using the Angular Momentum Linear Inverted Pendulum Model and Model Predictive Control},
author = {Oluwami Dosunmu-Ogunbi and Aayushi Shrivastava and Grant Gibson and Jessy W Grizzle},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.02448},
year = {2024}
}