Điều khiển Pid cho bước đi của bipedal robot với chân dẻo
Email tác giả liên hệ:
hainvd@hcmute.edu.vnTừ khóa:
robot hai chân, chân dẻo, chất liệu đàn hồi, mô hình SLIP, điều khiển PID, điều khiển trượtTóm tắt
Robot di chuyển bằng hai chân (bipedal robot) là một đối tượng quen thuộc trong vấn đề điều khiển robot. Các nghiên cứu trước đây đa phần đều khảo sát robot hai chân với các link cứng. Điều này hạn chế sự linh động về cơ khí của hệ thống. Để bipedal robot đáp ứng linh động hơn, một số nghiên cứu đã đề nghị thay đôi chân bằng chất liệu đàn hồi như chân dẻo. Tương ứng với sự thay đổi kết cấu cơ khí trên, nhiều giải thuật điều khiển được thực hiện và phát triển đi theo hướng tiếp cận việc xấp xỉ robot về dạng mô hình SLIP để đơn giản hóa. Sau đó, các giải thuật thông thường như PID, trượt được lần lượt áp dụng để điều khiển sự di chuyển của robot. Tuy nhiên, việc xấp xỉ này làm sự điều khiển robot không còn chính xác vì đối tượng xấp xỉ không hoàn toàn giống với hệ thống. Trong bài báo này, phương trình toán học của robot có đôi chân dẻo được phân tích và một giải thuật thông thường là PID được áp dụng trực tiếp lên mô hình chưa được xấp xỉ. Kết quả điều khiển là chấp nhận được thông qua các kết quả mô phỏng Matlab/Simulink.
Tải xuống: 0
Tài liệu tham khảo
Patrick M. Wensing and David E. Orin, Control of Humanoid Hopping Based on a SLIP Model, Advances in Mechanisms, Robotics and Design Education and Research, Part of the Mechanisms and Machine Science book series, pp. 265-274, Springer, 2013.
Farley, C. T., Glasheen, J. And Mcmahon, T. A, Running springs – speed and animal size, The Journal of Experimental Biology, 185, pp. 71-86, 1993.
Full, R. J. and Koditschek, D. E, Templates and anchors: neuromechanical hypotheses of legged locomotion on land, Journal of Experimental Biology, 202(23):3325–3332, 1999.
Qinghua, L., Takanishi, A. & Kato, I, A Biped Walking Robot having a ZMP Measurement System using Universal Force-moment Sensors, In Proceeding of Intelligent Robots and System, pp. 1568-1573, IEEE, 1991.
Napoleon, Shigeki, N. & Mitsuji, S, Balance Control Analysis of Humanoid Robot based on ZMP Feedback Control, Proceedings of International Conference on Intelligent Robots and Systems, pp. 2437-2442, IEEE, 2002.
J. A. Smith & A. Seyfarth, Elastic Leg Function in a Bipedal Walking Robot, Journal of Biomechanics, Page S306, Vol. 40, Supplement 2, Elsevier, 2007.
Fumiya Iida, Yohei Minekawa, Jurgen Rummel, Andre Seyfarth, Toward a human-like biped robot with compliant legs, Journal of Robotics and Autonomous Systems, Vol. 57, Issue 2, pp. 139-144. Elsevier, 2009.
Chen Koo Toh, Ming Xie, Hejin Yang, Guoqing Zhang, Quoc Phuong Bui & BoTian, Flexible Foot Design for Biped Walking on Uneven Terrain, In Proceeding of International Conference on Intelligent Robotics and Applications (ICIRA 2010), Part of the Lecture Notes in Computer Science book series (LNCS, Vol. 6424), pp. 442-452. Springer, 2010.
Byoung-Ho Kim, Work Analysis of Compliant Leg Mechanism for Bipedal Walking Robots, International Journal of Advanced Robotic Systems, Vol. 10, 334:2013, 2013.
Gianluca Garofalo, Christian Ott & Alin Albu-Schaffer, “Walking control of fully actuated robots based the Bipedal SLIP model”, In Proceeding of International Conference on Robotics and Automation (ICRA), pp. 1456-1463. IEEE, 2012.
Yiping Liu, Patrick M. Wensing, David E. Orin & Yuan F. Zheng, Dynamic walking in a humanoid robot based in 3D Actuated Dual-SLIP model, In Proceeding of International Conference on Robotics and Automation (ICRA), pp. 5710-5717, 2015.
Nguyen Van Dong Hai, Huynh Xuan Dung, Nguyen Minh Tam, Ionel Cristian Vladu, Mircea Ivanescu, Hierarchical Sliding Mode Algorithm for Athlete Robot Walking, Journal of Robotics, Article ID 6348980, Hindawi, December-2017.
Ryuma Niiyama, Satoshi Nishikawa, Yasuo Kuniyoshi, Biomechanical Approach to Open-Loop Bipedal Running with a Musculoskeletal Athlete Robot, Journal of Advanced Robotics, Vol. 26, Issue. 3-4, 2012.
Ryuma Niiyama and Yasuo Kuniyoshi, Design of a Musculoskeletal Athlete Robot: A Biomachanical Approach, Proceedings of the Twelfth International Conference on Climbing and Walking Robots and the Support Technologies for Mobile Machines, Turkey, 2009.
Endo, G., Morimoto, J., Nakanishi, J. & Cheng, G, An Empirical Exploration of a Neural Oscillator for Biped Locomotion Control, In Proceedings of International Conference on Robotics & Automation, pp. 3036-3042. IEEE, 2004.
Zielinska, T, Gait Rhythm Generators of a Two Legged Walking Machine, ROMANSY 11, Series of International Centre for Mechanical Sciences, Vol. 318, pp. 165-171. Springer, 1997.
Tải xuống
Đã Xuất bản
Cách trích dẫn
Giấy phép
Tác phẩm này được cấp phép theo Giấy phép quốc tế Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 .
Bản quyền thuộc về JTE.
