基于Matlab的仿真機器人步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定控制仿真

　　仿人機器人是機器人領域的一個研究熱和重要| 的研究方向。本文介紹了國內(nèi)外仿人機器人的發(fā)展現(xiàn)狀，并以浙江大學自主設計的仿人機器人為背景，搭建基于Mat1ab-Adams 仿人機器人運動規(guī)劃離線仿真平臺; 提出仿人機器人步態(tài)穩(wěn)定控制與關節(jié)執(zhí)行機構的優(yōu)化; 針對運動中擺動肢體對機器人軸向影響帶來的不穩(wěn)定的問題，設計仿人機器人豎直軸向的角動量補償算法。本文的主要研究工作如下： 1.搭建基于Matlab和Adams的離線仿真平臺，實現(xiàn)機器人多連桿模型的正運動學、逆運動學、ZMP穩(wěn)定的計算以及機器人步態(tài)規(guī)劃算法的仿真。通過該仿真平臺仿真仿人機器人的步態(tài)，確保設計出的步態(tài)規(guī)劃用到實際機器人上的安全性，加快步態(tài)規(guī)劃算法的有效性測試。同時在仿人機器人的機械設計中，通過仿真得到不同時速下的電機參數(shù)，供設計選型使用。2.提出在關節(jié)執(zhí)行機構能力約束條件下的仿人機器人步態(tài)規(guī)劃在線優(yōu)化算法。該算法根據(jù)3 三連桿的模型推算機器人的腿部關節(jié)力、關節(jié)速度和關節(jié)力矩的信息，通過仿真實驗驗證是否能和規(guī)劃的運動參數(shù)相結(jié)合，進而優(yōu)化關節(jié)信息和穩(wěn)定域這兩個約束條件，使仿人機器人關節(jié)執(zhí)行機構的輸出和穩(wěn)定域之間的關系達到平衡，優(yōu)化在關節(jié)執(zhí)行能力約束條件下的穩(wěn)定域。