《§4.系统建模仿真与控制实例4.7第七节问题与探究——灵长类仿生机器人运动控制问题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《§4.系统建模仿真与控制实例4.7第七节问题与探究——灵长类仿生机器人运动控制问题（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4章 系统建模、仿真与控制实例,Outline,4.1 直流电动机转速/电流双闭环控制系统设计,4.2 基于双闭环PID控制的一阶倒立摆控制系统设计,4.3 龙门吊车重物防摆的鲁棒PID控制方案,4.4 龙门吊车重物防摆的滑模变结构控制方案,4.5 一阶直线双倒立摆系统的可控性研究,4.7 问题与探究-灵长类仿生机器人运动控制,4.6 自平衡式两轮电动车运动控制技术研究,4.7 问题与探究灵长类仿生机器人运动控制研究,一、问题提出 二、系统建模 三、问题探究 3.1 建模问题 3.2 控制问题:Acrobot问题、运动控制问题,一、问题提出,人类文明的历史也就是人类认识、利用和改造包括自身在
2、内的自然的历史。 人类能力的间接延长的最高产物或者说21世纪的机器人的发展阶段就是“仿生机器人”。 从机器人的角度来看，仿生机器人是机器人发展的最高阶段 从仿生学的角度来看，仿生机器人是仿生学技术的完美综合与全面应用。,4.7 问题与探究灵长类仿生机器人运动控制研究,仿生机器人技术是当今机器人与运动控制的前沿课题，而灵长类生机器人的运动控制又是这一课题中的难点。,灵长类动物长臂猿及其运动特点,4.7 问题与探究灵长类仿生机器人运动控制研究,目前，在灵长类仿生机器人的研究领域，日本名古屋大学的福田敏男 教授及其课题组处于领先位置。,4.7 问题与探究灵长类仿生机器人运动控制研究,通过对长臂猿生理
3、特性的研究，我们可以发现，其运动方式主要是以双臂悬垂于树枝上通过自身的荡跃而前进；基于此我们可以将其简化为一两杆相连的机器人模型,4.7 问题与探究灵长类仿生机器人运动控制研究,二、系统建模,4.7 问题与探究灵长类仿生机器人运动控制研究,利用分析力学中的“拉格朗日方程”，可推导出系统的运动方程,对进行相应的分割,可得如下运动方程,在忽略系统的关节摩擦力和随机干扰时,其动力学方程可表示为,4.7 问题与探究灵长类仿生机器人运动控制研究,3.1 建模问题,前式给出的是系统模型的“微分方程”形式，为了便于人们运用已有的控制理论与方法来进行控制系统的设计，往往还需要通过“简化与近似”，建立起系统的“
4、状态方程”模型与“传递函数”模型,4.7 问题与探究灵长类仿生机器人运动控制研究,三、问题探究,为分析方便将 重新定义为： 。这里有如下两个问题,3.2 控制问题,4.7 问题与探究灵长类仿生机器人运动控制研究,当系统通过适当的控制，使系统状态满足 时,该系统属于一类“Acrobot问题”的控制问题。,Acrobot问题：,4.7 问题与探究灵长类仿生机器人运动控制研究,当系统通过适当的控制，使系统状态满足 且 时,我们认为该仿生机器人的末端可有效抵达“预置目标”；即，该问题属于一类“可达目标”的运动控制问题。,运动控制问题：,4.7 问题与探究灵长类仿生机器人运动控制研究,Thank you !,
