[發明專利]一種基于加速度優化的仿人機器人逆動力學控制器

有效

• 申請號: 201210480571.0
• 申請日: 2012-11-23
• 公開（公告）號: CN103019096A
• 公開（公告）日: 2013-04-03
• 發明（設計）人: 余張國;黃強;馬淦;陳學超;李敬;張思;張偉民
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G05B13/04
• 分類號: G05B13/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種仿人機器人逆動力學控制方法，所述仿人機器人具有上身、左腿和右腿，所述方法包括以下步驟：

對所述仿人機器人建立動力學模型；所述動力學模型中，上身簡化為一個集成的質量塊，每條腿有六個關節，q_rl∈R^6×1與q_ll∈R^6×1分別代表右腿與左腿的關節角度，上身浮動坐標系∑_R位于盆骨的中心，世界坐標系∑_W位于地面

計算所述仿人機器人上身加速度范圍；所述加速度范圍是使用“空間矢量”方法推導出所述仿人機器人腳底所受外力與上身加速度關系,并根據所述仿人機器人當前狀態由腳底所受外力范圍計算的；

優化所述仿人機器人的上身加速度；根據所述仿人機器人當前狀態的加速度范圍和PD控制產生的目標加速度，通過代價函數計算出該狀態的仿人機器人最優上身加速度，并根據最優的上身加速度，計算出所述仿人機器人所應受外力和關節力矩，從而驅動所述仿人機器人行走。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述動力學模型的動力學公式為：

M(q)q··+C(q,q·)=τ+JrfTWf^rfW+JlfTWf^lfW---(1)]]>

在式子(1)中，q＝[q_r，q_rl，q_ll]，M(q)∈R^18×18是關節空間的慣性矩陣，是科氏力、離心力與重力的合力的矢量，τ=[0_6×1，τ_rl，τ_ll],τ_rl∈R^6×1與τ_ll∈R^6×1右腿與左腿的關節力矩輸入，是從右腳坐標系轉換到世界坐標系∑_W的雅克比矩陣，是從左腳坐標系轉換到∑_W的雅可比矩陣，是施加在右腿的外力在∑_W中的表示，是施加在左腿的外力在∑_W中的表示。