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仿人预测控制在双足机器人步行控制中的应用

2014年 第33卷 第3期 传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies) 157 \ 、 应用技术 。 仿人预测控制在双足机器人步行控制中的应用 敬成林,朱晓铭 (贵州财经大学 数学与统计学院。贵州 贵阳550025) 摘 要:基于零力矩点(ZMP)的预测控制是目前双足机器人步行控制中最先进的方法,但是预测控制需 要比较精确的预测模型,在环境扰动导致模型失配时,预测控制的性能下降较快。为了解决这个问题,利 用仿人智能控制对环境误差具有较强抑制的特点改进预测控制。探讨了在步行控制中引入仿人智能控制 的必要性和仿人智能控制改进预测控制的可行性 ,并设计了仿人预测控制器。最后通过仿真实验验证 了 新的控制器对双足机器人步行控制的有效性。 关键词:双足机器人;零力矩点;预测控制;仿人智能控制;仿人预测控制器 中图分类号:TP24 文献标识码:A 文章编号:1000-9787(2014)03-0157-04 AApppplliiccaattiioonn olh11Uumann-ssiimmuullaatteeddpprreeddiiccttiivveecomnttrrooll 。 in wwaallkkingcontrolofbbiippeeddrroobhoott JINGCheng—lin,ZHU Xiao—ming (SchoolofMathematicsandStatistics,GuizhouUniversityofFinanceandEconomics,Guiyang550025,China) Abstract:Nowpredictivecontrolbasedonzeromomentpoint(ZMP)isthemostadvancedwalkingcontrol methodforbipedrobot,butpredictivecontrolneedmoreaccuratepredictivemodel,andperformanceofpredictive controldeclinesrapidlywhen environmentalperturbation resulting inmodelmismatch.In ordertosolve this problem,thepredictivecontrolcanbeimprovedbyusingthecharacteristicsofhuman—simulatedintelligentcon— trol(HSIC)hasstrongabilitytosuppressenvironmenterror.ThenecessityisdiscussedofintroducingHSICinto walkingcontrol,and thefeasibilityofimprovingpredictivecontrolbyusingHSIC,then design human—simulated predictivecontroller.Finally,simulationexperimentsverifytheeffectivenessofnewcontrolleronwalkingcontrolof bipedrobot. Keywords:bipedrobot;zeromomentpoint(ZMP);predictivecontrol;human—simulatedintelligentcon— trol(HSIC);human—simulatedpredictivecontroller 0 引 言 控制具有人大脑对人行走控制的思维,因

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