摘要：针对双足机器人步行控制器的设计问题,基于生物学启发原理,提出一种基于中枢模式发生器(CPG)与稳定性分析相结合的多层次结构控制器设计方法.分析机器人的步行运动,给出双足运动描述.基于CPG理论设计多层次结构的步行控制器,应用极限环理论方法分析运动稳定性.在保证步行稳定的前提下,所提出的控制方法具有结构简单、通用性好、方便在线平滑修正等优点,步行仿真实验验证了所提出算法的有效性.

摘要：构建了由视觉子系统、决策子系统、无线通信子系统、机器人小车子系统和总控子系统组成的集控式足球机器人系统.总结了具有集中视觉、决策与控制的集控式足球机器人系统的控制问题.设计了基于分层递阶控制结构的足球机器人决策子系统.小车控制器构成“无脑”的执行器,运动控制器中集成了各种各样的动作函数,组织层则融合了不同的决策方案.长期的开发实践和实战成绩都表明,该系统具有良好的结构和优异的性能.

摘要：在双足机器人上应用预测控制设计了具有一个关键参数的步态生成方法,预测控制是通过控制质心运动生成步行模式的。根据预测控制器模型研究了参数间的关系,最终将独立参数减少到一个并讨论了取值范围。关键参数具有明确的物理意义,在容许取值范围内,可以保证系统的稳定性并生成满足稳定步行的质心运动。实验验证了在存在扰动情况下,关键参数的适当值能够生成稳定的步行模式,同时实验结论为预测控制器的参数调控提供了参考。

摘要：为了获得灵活、开放、简洁的仿真功能,提出了一种基于ODE(open dynamics engine)的仿人机器人仿真平台集成方案.将基于ODE的仿人机器人仿真系统开发过程定义为两类运算:变换叠加和关节叠加,并改计了这两类叠加的ODE算法.将仿人机器人结构描述为一个设计者和计算机都可以理解的结构表,将该结构表翻译为ODE基本元素实现仿真.设计并实现了一个基于所提出方案的仿人机器人仿真平台,根据基于倒立摆的步态规划思想,设计并在仿真平台上实现了双足步行的仿真实验.实验证明了文中方法的有效性.

摘要：提出了基于粗粒度空间和垂直分解结构的控制体系结构,用于解决实时多足球机器人的对抗问题.总结了智能机器人的控制体系结构,提出了控制体系结构设计中的几个重要原则.提出了粗粒度行为的概念,寻求决策精度与系统智能和实时性的平衡,并设计了基于这种思想的控制体系结构.实现了基于这种结构的策略程序,实战证明了该方法的正确性.

摘要：讨论了欠驱动两杆机器人控制中存在的控制器切换问题并将其归纳为一类优化问题,提出了一种优化切换姿态并保证全局稳定的控制器设计方案。在系统全局稳定的条件下,将对欠驱动关节的控制能力作为优化目标。采用基于弱控制Lya-punov函数的方法设计摆起控制器;利用线性二次调节器(linear quadratic regulator,LQR)方法设计平衡控制器;使用控制器切换环节实现控制器的最优切换,其中控制器切换环节的设计借助平衡控制器吸引域的概念和遗传算法来实现。仿真实验中,应用该方法得到的控制器不仅能实现控制目标,还能使系统具有更强的抗干扰能力,并缩短18.8%的控制时间。

摘要：针对双足机器人的稳定行走,提出了一种新的仿人预测控制在线步行模式生成方法。把期望零力矩点(ZMP)分解成离线规划好的参考ZMP和实时变化的可变ZMP之和,通过预测控制和其逆系统共同作用对质心运动进行控制,从而生成具有自适应性的步行模式。但单一的预测控制系统对诸如矩形齿状扰动的可变ZMP的跟踪存在较大的误差,结合仿人智能控制对误差的强抑制能力,设计了与预测控制相结合的仿人预测控制系统。仿真实验验证对矩形齿状扰动的可变ZMP,仿人预测系统也能实现较好的跟踪。

摘要：针对目前负载模拟器动态和时变特性的局限性,提出了一种新的一阶电气负载设计方法。该方法借助调节负载开关管的导通时间实现电气负载的切换,以模拟一定参数范围内的任意一阶目标负载,通过单位周期内负载响应曲线的'函数距离'在负载曲线面积中所占的比例评判负载的模拟程度。对任意给定的实际负载使用其截止频率信号作为输入进行仿真,结果显示:对截止频率分别为20、50、80Hz的3个负载进行模拟,PWM的周期T为1ms,占空比δ分别为9.9%、39.4%、69.1%,模拟偏差为1.48%、3.92%、3.57%,可见其负载模拟程度很高。仿真实验表明用该方法设计的一阶电气负载能够模拟一定参数范围内的任意一阶负载。

摘要：以足球机器人系统为平台,针对一种具有高度实时性的视觉位姿检测问题,提出了一种色标设计方案和基于色块外接矩形的快速搜索算法。实验证明,新的色标设计方法和新的搜索算法能够快速地识别机器人的位姿,并且从根本上解决了机器人碰撞时的色标粘连问题。

摘要：针对双足机器人动态步行中存在的控制器复杂问题,提出了一种基于仿人智能控制的动态步行运动控制器。建立了平面五杆双足机器人动力学模型,通过模仿人类步行运动并根据动态步行过程中双腿的姿态变化,将动态步行复杂任务分解为顺序执行的4个过程,结合相平面法定性定量的分析,设计了步行运动控制模态及相应阶段的动觉智能图式群。仿真实验表明,该方法实现了双足机器人连续动态步行运动,控制方式简单易实现。