【摘 要】
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该文首先提出了HIT-Ⅳ型双足机器人总体设计思想,并给出了控制系统的整体结构.根据HIT-Ⅳ型双足机器人关节驱动系统实际构成,建立了一个合理的关节驱动系统的数学模型.由于驱
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该文首先提出了HIT-Ⅳ型双足机器人总体设计思想,并给出了控制系统的整体结构.根据HIT-Ⅳ型双足机器人关节驱动系统实际构成,建立了一个合理的关节驱动系统的数学模型.由于驱动系统存在摩擦力和负载惯量的影响,因此我们对单关节控制系统引入了模型参考自适应控制,设计了一个能有效消除摩擦力产生的过零死区,抑制负载惯量变化带来的影响的自适应控制器.仿真表明该控制器对摩擦力和负载惯量变化有很好的自适应能力.随后,该文探讨了几种基于双足机器人的控制策略.从简化控制器的设计以及双足机器人整个运动过程出发,给出了分级递阶控制方案.由于外力扰动对机器人的影响表现为ZMP的变化,由此讨论了ZMP控制策略,将ZMP控制转化为支撑腿踝关节绕侧倾轴和俯仰轴的力矩控制问题.针对地面反力的作用,探讨了力位混合控制和阻抗控制策略.该文为HIT-Ⅳ型双足机器人设计了新型的基于浮点运算DSP的关节控制器,为双足机器人整体控制的实现准备好了硬件基础.该控制关节控制器包括DSP最小系统、USB串行通讯接口、光电码盘信号处理电路、模数和数模转换电路以及功率放大电路等几个部分.采用USB串行接口,可以提高DSP与PC机进行数据交换的能力.功率放大电路以SA60为核心,为关节提供了充足的动力.实验证明,该设计满足系统要求.
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