接触力控制的单腿机器人姿态控制

为了使Acrobot(Acrobat类型的单腿机器人)在运动过程中相对地面没有滑动,设计了基于接触力控制的姿态控制系统,将水平方向接触力作为内环的控制对象并限制其大小,使其总能满足摩擦锥的约束,从而保证在小腿姿态角的跟踪过程中足与地面间不会产生滑动。在Acrobot的直立姿态处,对其动力学方程进行线性化,并得到驱动力矩—水平接触力—质心水平位置—小腿姿态角的传递函数链,进而设计小腿姿态角的多环控制系统。在MATLAB中用"Sim Mechanics"工具箱搭建了Acrobot的虚拟模型,仿真结果表明,所设计的多环控制系统在实现小腿姿态角跟踪控制的同时还能保证足与地面间不产生滑动。     

一个监控式局部自主机器人控制器的实现与分析

本文介绍了一个严格监督控制（Ｓｕｐｅｒｖｉｓｏｒｙｃｏｎｔｒｏｌ）定义下的局部自主机器人控制器ＧＫＤ３的设计和实现，并从监督控制理论的角度，对ＧＫＤ３的体系结构和功能进行了分析和讨论。     

液压驱动型四足机器人对角小跑步态本体水平位置控制方法

为了对对角小跑中四足机器人本体的水平位置进行控制,建立基于沿支撑线方向运动分解的机器人近似动力学模型,将本体和对角支撑腿简化为一个七连杆结构和一个线性倒立摆,并且基于线性倒立摆解析模型提出摆动腿落足点位置计算方法,进而实现对本体水平位置的控制。针对液压作动器伸缩速度受限的问题,利用单腿冗余关节将关节角速度优化问题转化为标准二次型规划问题,通过设计二次型规划问题解法,降低对摆动腿关节角速度的需求,并且避免了传统伪逆方法可能产生的腿部奇异位型。仿真和实验结果表明:该方法能够实现在关节角速度受限的情况下,有效跟踪本体水平位置的期望轨迹。     

双机械手对称式协调力控制稳定性分析

本文利用双机械手协调内力和外力控制系统的简化模型，分析了在双手紧夹持物体与环境接触时，１） 机械手等效电机的动态特性；２） 双手所夹持物体的刚度；３） 双手所操作物体的动态特性；４） 机械手的采样控制延时；５） 双手的非对称性等系统未建模因素对双手对称式协调外力和内力控制稳定性的影响，并给出仿真结果。此结果与实验结果基本相符。     

机器人操作空间加速度信号应用研究

机器人力控制存在着动力学不稳定性问题，即系统响应速度和稳定性之间的矛盾。在操作空间一级引人加速度正反馈，既能使系统的响应频带变宽，又能提高系统阻尼。这种方法能有效地提高机器人对高刚度环境的适应性，使力控制的动力学不稳定性问题得到明显地缓和；另外本文研究了用加速度积分信号代替位置差分速度信号来消除差分噪声，提高力控制精度方法的应用前景。     

基于加速度反馈的机械手位置控制

本文首先分析了影响机器人位置控制性能的几个因素。然后针对这些不利因素分析了加速度正反馈和负反馈对它们的不同作用,提出了一种用综合加速度反馈来提高机器人位置控制性能的控制方法。该方法能较大程度地改善机器人阻尼不足的现象,是实现机器人高速高精度控制的一条有效途径。机械手上的实验结果验证了本方法的有效性。