双足机器人控制系统个人数字助理零力矩点质心雅克比全身修正硕士论文

1、双足机器人控制系统结构与伺服控制检测技术与自动化装置， 2021， 硕士【摘要】 双足机器人学涉及机构学、材料科学、计算机技术、控制技术、微电子学、通讯技术、传感技术、人工智能、数学建模方法、仿生学等相关学科的开展与集成,是机器人研究的最高境界。通过全世界众多科学家的努力,已经取得了很大的进展,其中控制技术是双足机器人的重要组成局部,决定了机器人性能优劣。本文针对双足机器人控制系统结构设计和伺服控制展开较为深入的研究和探索,主要研究了三个问题,论文主要工作如下:1.对双足机器人控制系统结构进行总体设计,针对机器人驱动结构、传感器特点,以及控制系统需求,选择了分布式控制方式。控制系统主要包括决策

2、层和控制层。决策层用来处理图像信息以及机器人当前运动情况,得到机器人下一步应该采取的行动,并通过数据通信模块向运动控制模块发送控制命令。运动控制层管理机器人的各种运动,并根据传感器信息在线调整机器人关节运动轨迹。然后介绍了控制系统模块的具体设计。2.详细介绍双足机器人控制系统硬件电路设计,主要包括决策控制板和运动控制板的设计。决策控制板采用以S3C2440A处理器为核心的PDA(个人数字助理)。接着讨论运动控制板硬件设计,针对主要电路进行详细设计和分析,其中包括电源电路、时钟和. 更多复原【Abstract】 The study of biped robot is a multi-d

3、iscipline synthetic science, which is constituted by mechanisms, materials science, computer technology, control technology, microelectronics, communication technology, sensor technology, artificial intelligence, mathematical modeling, the development of bionics and other related disciplines, which

4、is the highest state of robotics.Under the effort of researchers,much progress has gained, The control technology, which determines the performance of robots, is o. 更多复原 【关键词】 双足机器人； 控制系统； 个人数字助理； 零力矩点； 质心雅克比； 全身修正； 【Key words】 biped robot； control systems； PDA； ZMP； CoM Jacobian； whole-body mo

5、dification； 摘要 3-4 Abstract 4 第一章 绪论 8-18 1.1 引言 8-9 1.2 双足机器人国内外研究现状及开展趋势 9-12 国外双足机器人研究现状 9-11 国内双足机器人研究现状 11-12 双足机器人的开展趋势 12 1.3 双足机器人几种典型控制系统分析 12-15 1.4 课题的研究意义及内容安排 15-18 课题的研究意义 15-16 论文内容安排 16-18 第二章 双足机器人控制系统结构 18-30 2.1 引言 18 2.2 双足机器人机构 18-23 双足足球机器人的设计规定 18-19 机械结构 19 驱动机构 19-21 传感器 21-

6、23 2.3 控制系统总体结构设计 23-27 控制系统设计要求 23 控制系统方式选择 23-25 总体结构组成 25 决策层处理器的选型 25-26 运动控制卡处理器的选型 26-27 2.4 控制系统结构具体设计 27-28 2.5 本章小结 28-30 第三章 控制系统硬件设计 30-42 3.1 引言 30 3.2 决策控制板硬件设计 30-33 S3C2440A 介绍 30-31 基于S3C2440A 最小系统构建 31-33 3.3 运动控制板的具体设计 33-41 处理器TMS320F2812 介绍 33-35 运动控制板设计 35-41 3.4 本章小结 41-42 第四章

7、控制系统软件系统 42-54 4.1 引言 42 4.2 PDA 软件系统的设计 42-48 开发平台 42 软件开发环境 42 决策控制器软件开发框架 42-44 决策控制器算法实现 44-47 决策开发方法 47-48 4.3 运动控制卡软件设计 48-52 开发环境 48-49 舵机参数设置 49-51 框架简介 51-52 4.4 本章小结 52-54 第五章 双足机器人伺服控制 54-66 5.1 引言 54 5.2 双足机器人步行伺服控制 54-56 机器人步行稳定性概念 54-55 机器人步行伺服控制 55-56 5.3 基于简化动力学模型的步行模式生成和质心补偿稳定性分析 56-58 三维线性倒立摆模型和零点矩点 56-57 步行模式的生成 57 双足机器人质心补偿分析 57-58 5.4 基于机器人质心补偿的全身关节修正 58-61 机器人质心的计算 58 关节补偿数值解法 58-59 雅克比矩阵 59-60 关节q 计算 60-61 在线全身修正控制 61 5.5 伺服控制器 61-62 ZMP/CO