Research on realization of the robust and high quality biped locomotion robot based on coprime factorization and kinematics control

基于互素分解和运动学控制的鲁棒高质量双足运动机器人的实现研究

• 批准号: 07805042
• 负责人: OHISHI Kiyoshi
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagaoka University of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 1996
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-07805042/
• 关键词: Biped robot; Coprime factorization; Kinematics; Two-degrees-of freedom control; H^* control; H∞制御

This research proposes a new dynamic gait control method of biped locomotion robot based on robust joint servo control. The method consists of two subjects. The first subject is the approximation of biped locomotion robot to the inverted pendulum for sagittal plane and lateral plane. The second subject is the constitution of dynamic gait control based on robust joint servo control and kinematics.The motion description in Cartesian space is determined from the motion of the inverted pendulum for sagittal plane and lateral plane. Suitability of the biped locomotion motion reference is confirmed by distribution of ZMP (Zero Moment Point). Using the inverse kinematics of biped robot, the biped locomotion motion references in Cartesian space is transformed to the position references in joint space. In joint space, the robust position control system consists of two-degrees-of-freedom control system based on coprime factorization and disturbance observer. Since the robust joint servo control system compensates the inertia variation and disturbance torque on dynamic gait control, this control system is suitable for the dynamic gait control of biped locomotion robot. The validity of the proposed method is confirmed by the experimental results.

这项研究提出了一种基于强大的关节伺服器控制的新型动态步态控制方法。该方法由两个主题组成。第一个主题是矢状平面和侧面的倒置运动机器人近似的近似。第二个主题是基于稳健的关节伺服控制和运动学的动态步态控制的构成。笛卡尔空间中的运动描述是根据矢状摆的运动对矢状平面和侧面平面的运动确定的。通过ZMP的分布（零矩点）证实了双子运动运动参考的适用性。使用双向机器人的逆运动学，笛卡尔空间中的双重运动参考转换为关节空间中的位置参考。在关节空间中，稳健的位置控制系统由基于副分解和干扰观察者的两级自由控制系统组成。由于健壮的关节伺服控制系统可以补偿动态步态控制上的惯性变化和干扰扭矩，因此该控制系统适用于双皮机器人机器人的动态步态控制。实验结果证实了所提出方法的有效性。

项目成果

真島 勝行: "ロバスト位置制御に基づいた2足歩行ロボット" 第13回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 1巻. 197-198 (1995)

Katsuyuki Mashima：“基于鲁棒位置控制的双足机器人”日本机器人学会第13届年会论文集第1卷197-198（1995）。

真島勝行: "ロバスト位置制御に基づいた2足歩行ロボット" 第13回日本ロボット学会学術講演会予稿集. 1巻. 197-198 (1995)

Katsuyuki Mashima：“基于鲁棒位置控制的双足机器人”日本机器人学会第13届年会论文集第1卷197-198（1995）。

真島勝行: "ロバスト位置制御に基づく運動拘束を考慮した2足歩行制御" 平成8年電気関係学会関西支部連合大会講演論文集. 1巻. G76- (1996)

Katsuyuki Mashima：“基于稳健位置控制考虑运动约束的双足步行控制”1996 年电气工程学会关西分会会议记录第 1 卷。G76-(1996)。

真島 勝行: "ロバスト位置制御と逆キネマティクスの基づいた2足歩行制御" 第5回電気学会東京支部新潟支所研究発表会予稿集. 1巻. 163-164 (1995)

Katsuyuki Mashima：“基于鲁棒位置控制和逆运动学的双足行走控制”第五届 IEEJ 东京分会新泻分会研究报告论文集，第 1 卷，163-164（1995 年）。

宮崎 敏昌: "外乱オブザ-バと2重既約分解表現を用いたロバスト安定な2自由度制御系の一設計法" 平成8年電気学会産業応用部門全国大会講演論文集. 2巻. 67-72 (1996)

宫崎俊正：“使用扰动观测器和双不可约分解表示的鲁棒稳定二自由度控制系统的设计方法”1996年日本电气工程师学会工业应用分会全国会议论文集日本，第 2 卷，67-72 (1996)