时变 ALIP 模型与欠驱动双足机器人在摇摆刚体表面行走的鲁棒落足控制
机器人学
2022-12-01 v2
摘要
用于动态刚体表面（DRSes，即在惯性系中运动的刚体表面，如船舶与飞机）上双足行走的控制器设计在很大程度上仍未被探索。本文引入一种分层控制方法，实现欠驱动双足机器人在水平振荡 DRS 上的稳定行走。我们方法的最高层是一个实时运动规划器，通过稳定降阶机器人模型来生成期望的全局行为（即质心轨迹与脚步位置）。该层的一个关键新颖之处是通过解析地将基于角动量的线性倒立摆（ALIP）模型从静止表面推广到水平运动表面来推导降阶模型。另一新颖之处是开发了离散时间落足控制器，可指数稳定混合、线性、时变的 ALIP 模型。所提方法的中间层是行走模式生成器，将期望全局行为转换为机器人所有直接驱动自由度的全身参考轨迹。最底层是基于全阶、混合、非线性机器人动力学的输入-输出线性化控制器，可指数跟踪那些全身参考轨迹。在摇摆 DRS 上平面欠驱动双足行走的仿真证实了所提框架在不同 DRS 运动与步态类型下确保行走稳定性。
引用
@article{arxiv.2210.13371,
title = {Time-Varying ALIP Model and Robust Foot-Placement Control for Underactuated Bipedal Robot Walking on a Swaying Rigid Surface},
author = {Yuan Gao and Yukai Gong and Victor Paredes and Ayonga Hereid and Yan Gu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.13371},
year = {2022}
}