脉冲推力作用下半被动双足机器人的行走动力学分析
CSTR:
作者:
作者单位:

1. 桂林电子科技大学 电子工程与自动化学院,广西 桂林 541004;2. 桂林电子科技大学 数学与计算科学学院,广西 桂林 541004

作者简介:

通讯作者:

E-mail: grjiang9@163.com.

中图分类号:

TP24

基金项目:

国家自然科学基金项目(11662001,11771105);广西省自然科学基金项目(2018GXNSFAA138177);广西省科技计划项目(AD20297006);广西省中年教师能力提升项目(2019KY0228).


Walking dynamic analysis of semi-passive biped robot under impulse thrust
Author:
Affiliation:

1. School of Electronic Engineering and Automation,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004,China;2. School of Mathematics and Computing Science,Guilin University of Electronic Technology,Guilin 541004,China

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    摘要:

    为了提高半被动双足机器人在水平地面上行走的稳定性,研究一种脉冲推力作用下半被动双足机器人的行走动力学行为.以最简单的特殊行走模型为动力学模型,采用支撑腿脚后跟脉冲推力作为双足机器人行走动力源.鉴于系统模型的高度非线性,将连续阶段的非线性微分方程线性化;利用角动量守恒和脉冲推力构造一个二维离散映射;采用离散映射的不动点及其特征值分析系统周期步态的存在性和稳定性;接着讨论系统的倍周期分岔.在理论分析的基础上,通过Matlab软件对半被动双足机器人的行走动力学进行仿真实验. 仿真结果表明,在水平地面上行走的半被动双足机器人具有稳定的周期-1步态和周期-2步态.

    Abstract:

    In order to improve the walking stability of a semi-passive biped robot on horizontal ground, the walking dynamic behavior of the semi-passive biped robot under impulse thrust is studied. Taking the simplest special walking model as the dynamic model, the impulse thrust of the heel of the stance leg is used as the walking power source of the biped robot. In view of the highly nonlinear of the system model, the nonlinear differential equation in continuous phase is linearized. A two-dimensional discrete map is constructed by using the conservation of angular momentum and impulse thrust. The existence and stability of the periodic gait of the system are analyzed by using the fixed points and their eigenvalues of the discrete map. The period-doubling bifurcation of the system is discussed. On the basis of theoretical analysis, the walking dynamics of the semi-passive biped robot is simulated by Matlab software. The simulation experiment shows that the semi-passive biped robot walking on the horizontal ground has stable period-1 gait and period-2 gait.

    参考文献
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    引证文献
引用本文

周观凤,江波,蒋贵荣.脉冲推力作用下半被动双足机器人的行走动力学分析[J].控制与决策,2023,38(11):3184-3191

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  • 在线发布日期: 2023-10-08
  • 出版日期: 2023-11-20
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