亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        高自由度雙足機器人數(shù)學模型及步行控制研究

        2018-07-31 06:55:10李海軍
        文化創(chuàng)新比較研究 2018年19期
        關鍵詞:腳掌舵機步態(tài)

        李海軍

        (湘潭醫(yī)衛(wèi)職業(yè)技術學院,湖南湘潭 411102)

        智能機器人的研發(fā)和應用,能顯著改進實踐生產(chǎn)的方式和方法,其智能化水平顯著提升了工作整體的效率和質(zhì)量,加快研發(fā)現(xiàn)代智能化機器人技術,成為人們關注的焦點。而如何實現(xiàn)雙足機器人的穩(wěn)定步行控制,已經(jīng)成為當前技術研發(fā)上的難點問題。根據(jù)數(shù)據(jù)建模中的動態(tài)和靜態(tài)兩種模型的相關描述方法,對17自由高度雙足機器人的步行穩(wěn)定控制進行了模擬,希望在數(shù)學模型上,對其穩(wěn)定步行控制進行調(diào)試,并進行仿真試驗,然后掌握并建立模型步行規(guī)律,從而能達到實現(xiàn)步行穩(wěn)定性控制的目標。下面對其數(shù)學模型的主要構成系統(tǒng)進行分析,然后針對具體數(shù)學模型分析情況進行闡述。

        1 高自由度雙足機器人重心模型構成

        相較于其他的機器人,高自由度的雙足機器人,體積更加輕便,占地面積小,可操控性更強,反應速度和靈活度更高,并且穩(wěn)定性強。而機器人的穩(wěn)定性主要在于重心的建立,只有找準重心,這是實現(xiàn)穩(wěn)步控制的關鍵,在整個數(shù)學模型的構建中,有著重要的影響。

        研究以17高自由度機器人為對象,在零力矩點(ZMP)理論的基礎上,構建一個靜態(tài)的理想機器人重心穩(wěn)定模型,模型中有17個舵機,以確定機機器人重心和利用重心進行穩(wěn)步控制為目標。首先建立坐標,將17個舵機以質(zhì)點形式在坐標軸標記出來,利用位姿矩陣確定一個坐標原點,在空間坐標系中準確找到17個脫機的位置。根據(jù)公式(1)得出重心位置。

        式中Oz表示重心的位置,Oi表示第i個舵機位置,Mi表示舵機質(zhì)點質(zhì)量。

        根據(jù)測量數(shù)據(jù)在坐標軸上標出,構建了機器人重心的初步模型。以頭部坐標為原點,每個舵機抽象成轉軸處一個質(zhì)點,相鄰的兩個質(zhì)點之間控制一定的舉例,然后利用矩陣計算出每一個重心相對的坐標,并利用Matlab仿真技術,借助VC視覺技術,最終獲得一個完整的機器人數(shù)據(jù)模型。

        2 高自由度雙足機器人數(shù)學模型構建與仿真測試

        2.1 數(shù)學模型構建

        根據(jù)上述初步建立的靜態(tài)模型,先對靜態(tài)模型的性能和設計方案的可行性進行動態(tài)的模擬試驗,檢查模型存在的問題。首先,構建初步坐標系,將相關參數(shù)設定在坐標原點的支撐腳上,然后建立和舵機的抽象同靜態(tài)的模型。然后在保證機器人步態(tài)可復現(xiàn)的前提下,對步行周期的T1步速V1,身高H1、手臂擺動R1等參數(shù)進行設定,根據(jù)公式(2)和(3)、(4)最終能獲得身軀的坐標點。

        最終獲得了機器人的動態(tài)行走的可控數(shù)學模型,在模型中能對兩腳的位姿和手臂的坐標等進行任意時刻段的調(diào)控。在動態(tài)模型中,將角度轉動參數(shù)輸入系統(tǒng)中,在函數(shù)中確定相關系數(shù)。根據(jù)ZMP理論,得出最終的控制系數(shù)。并對實際控制最小值進行最優(yōu)解,從而實現(xiàn)模型優(yōu)化。

        2.2 仿真測試

        根據(jù)遺傳算法獲得了最終的動態(tài)模型,然后對模型的性能進行測定,設定穩(wěn)定的參數(shù)優(yōu)化步態(tài)指標,在ZMP支撐下,獲得最小的腳掌中心距離參數(shù),對腳掌進行穩(wěn)定的控制。在仿真測試時,將其他的參數(shù)設定定量,在絕對值最小化的情況下,以公式(2)為函數(shù)目標,步態(tài)五參數(shù)空間搜索遺傳算法,采用Matlab進行函數(shù)計算,最終得到設計參數(shù)。v=10.552;H=365.2014;T=3.4451;C=25.453;A=8.3021;R=12.8621°。 根據(jù)計算出來的參數(shù)數(shù)值,用最優(yōu)解對機器人雙足步態(tài)進行仿真,獲得了曲線圖。當定值坐標參數(shù)為(-0.2mm,2.3mm)時,此時的機器人腳掌X向寬>2.3mm,不在穩(wěn)定域內(nèi),會發(fā)生前后翻;對其中心坐標點進行調(diào)整之后,定值坐標參數(shù)為(4mm,5.5mm)時,腳掌X向寬在<3mm,此時的機器人不發(fā)生前后傾翻現(xiàn)象。所以,機器人步行過程中,參數(shù)設定在穩(wěn)定的閾值內(nèi),就不會發(fā)生左右、前后傾翻現(xiàn)象。對機器人腳掌的參數(shù)設定一定的合理,當腳掌向寬超出實際穩(wěn)定域時,應該重新歸零進行行走,然后獲得最佳的穩(wěn)定數(shù)值,得到最終的穩(wěn)定控制的機器人。

        2.3 優(yōu)化設計

        由上述數(shù)據(jù)模型建立當仿真測試可知,重心是整個機器人實現(xiàn)穩(wěn)步控制的關鍵點,必須進行重心穩(wěn)定模型的優(yōu)化,才能提高步行穩(wěn)定控制的精準度。通過測試可知,機器人穩(wěn)定性優(yōu)化設計必須最終“最少舵機”原則,在設計時,一個舵機穩(wěn)定之后,才能繼續(xù)啟動其他舵機,以前一個舵機的角度,輸入變量,從而保證舵機的向量,確保其穩(wěn)定的運行狀態(tài)。通過數(shù)據(jù)模型中的仿真,在最優(yōu)解的運算方法下,最終選擇合適的初始位置。當機器人重心處于穩(wěn)定域內(nèi),此時舵機運行能滿足工作的給定條件,并且在仿真測試中,我們能最終看到重心經(jīng)過優(yōu)化之后,機器人運行時,仍然能在穩(wěn)定域內(nèi),最終全面提升了機器人的步行穩(wěn)定性。

        3 結語

        綜上,在現(xiàn)代計算機、建模技術以及三維可視化技術等的支持下,現(xiàn)代機器人工藝和技術也得到快速的發(fā)展,并且機器人設計和研發(fā)已經(jīng)越來越注重追求現(xiàn)代智能化、可控化,越來越注重機器人的穩(wěn)定可控操作,希望真正全面實現(xiàn)機器人普及,全面進入機器人高自由度生產(chǎn)的社會時代。通過研究發(fā)現(xiàn),機器人的穩(wěn)步控制中,最核心的優(yōu)化設計是機器人重心的建立,并合理對舵機位置進行優(yōu)化設計,并且盡可能地減少舵機數(shù)量,全面提升機器人整體的穩(wěn)定性,讓機器人在運行時,舵機一直處于重心的穩(wěn)定域內(nèi),實現(xiàn)穩(wěn)步的操控,最終全面在實踐生產(chǎn)中進行推廣,實現(xiàn)機器人的應用和推廣。

        猜你喜歡
        腳掌舵機步態(tài)
        小螞蟻與“三角步態(tài)”
        科學大眾(2024年5期)2024-03-06 09:40:34
        雪球上的紅腳掌
        含齒隙彈載舵機的全局反步模糊自適應控制
        自動化學報(2019年6期)2019-07-23 01:18:36
        基于面部和步態(tài)識別的兒童走失尋回系統(tǒng)
        電子制作(2018年18期)2018-11-14 01:48:04
        基于Kinect的學步期幼兒自然步態(tài)提取
        自動化學報(2018年6期)2018-07-23 02:55:42
        基于dsPIC單片機的飛艇舵機控制實現(xiàn)
        電子制作(2018年1期)2018-04-04 01:48:14
        基于高速同步485總線通信的多通道舵機控制器設計
        大腳掌的小鴨子
        青蛙
        基于云模型的舵機同步控制
        成人做爰高潮尖叫声免费观看| 国产自拍视频在线观看网站| 免费a级毛片18禁网站app| 亚洲av无码男人的天堂在线| 国产成人免费高清激情明星| 国产在线视频一区二区三区| 男人国产av天堂www麻豆| 人人妻人人澡人人爽久久av| 久久免费视亚洲无码视频| 91亚洲精品久久久中文字幕| 国产精品婷婷久久爽一下| 国产97色在线 | 亚洲| 久久国产欧美日韩高清专区| 一二三四在线观看韩国视频| 亚洲国产精品久久久久久无码| 欲色天天网综合久久| 亚洲aⅴ久久久噜噜噜噜| 国产精品髙潮呻吟久久av| 日日摸天天碰中文字幕你懂的| 欧美性猛交xxxx乱大交丰满 | 亚洲av网一区天堂福利| 亚洲精品一区二区三区52p| 无码国产福利av私拍| 无码人妻视频一区二区三区99久久| 日韩精品有码中文字幕 | 天堂av国产一区二区熟女人妻| 久久精品丝袜高跟鞋| 欧美孕妇xxxx做受欧美88| 国产成人亚洲综合小说区| 亚洲黄色av一区二区三区| 伊人久久大香线蕉av不卡| 五月天婷婷综合网| 美国又粗又长久久性黄大片| 日韩内射美女片在线观看网站| 伦人伦xxxx国语对白| 亚洲国产成人aⅴ毛片大全| 一本久道竹内纱里奈中文字幕| 少妇无码吹潮| 国产乱人视频在线观看播放器| 亚洲本色精品一区二区久久| 亚洲成a人无码|