基于遗传算法的双足步行机器人步行姿态控制策略.pdfVIP

维普资讯 机器人技术 中文核心期刊 l：微计算机信息)(嵌入式与SOC)2006年第22卷第f-2期 文章编~-：1008--0570(2006)07-2--0252--03 基于遗传算法的双足步行机器人步行姿态控制策略 DesignOfAn Walking StrategyBasedOnGenetic AIgorlthmsInBiped Robot (北京科技大学)刘 涛 王志 良 解 仑 刘鸿飞 赵积春 Liu，Tao Wang，Zhiliang Xie，Lun Liu，HongfeiZhao，Jichun 摘要 ：本文基于ZMP理论 、住姿矩阵及遗传算法 ，在 已经使用刚体数学建模 的机器人上实现机 器人步态控制 。首先我们使 用 ZMP步态控制理论 ，对机器人的步态稳定性进行分析，采用了遗传算法对参数的选择，实现机器人的步态控制． 关键词 ：机器人步态控制 ；位姿矩阵：ZMP理论 ：遗传算法 中图分类号 ：TP18 文献标示码 ：A Abstract：Design ofanwalking strategybasicon geneticalgorithms，ZMP，Pose-Arrayinbipedrobot，we takehteZMP na dPose— Array tomodelhtebipedrobotfirst，hten takehtegeneticalgorihtmsto controlhtebipedrobot Sstability．illustraterealizingpro- cessofhtisalgorithmsinhtepaper． Keywords：BipedRobotControl,Pose-Array，ZMP Theory，GeneticAlgorithms 在水平面上的分力为零。其 中至关重要的是寻找 ZMP 1 引言 点。ZMP点就是两足机器人所受重力、惯性力的合力 遗传算法是一种有效的优化技术 ，它作为一种 自 矢的延线与地面的交点。 适应的机器学习算法，具有简单、通用、鲁棒性强和适 ZMP点的计算方法，D Alembert定理： 于并行处理的优点。近些年得到迅速发展并 已广泛用 当机器人做静态步行时公式 (2)成立， 于优化控制、图像编码、机器人最佳运动轨迹规划等 z =X =Y．=0 …………((2) 等，它比盲 目的有哪些信誉好的足球投注网站效率高得多 ，又比专门针对特定 则有式(3)： 问题的算法通用性强，是一种与问题无关的求解模式。 双足步行机器人是一个多 自由度 的、多变量的、 X：唧=x。=∑ ／∑ ， 非线性的、复杂的动力学系统。对于这个系统的控制 一 直以来都是控制领域的一大课题。随着计算机计算 y：唧：Yo=窆 ／窆， … 3 能力的不断提高，各种各样的机器人控制算法不断涌 由定理可知，当机器人行走的过程中，ZMP点始终 现。遗传算法就是其中较为广泛应用的一种 。本文将 在机器人的支撑区域内，则机器人可以稳定的行走， 从实际的机器人控制角度 ，对遗传算法在双足步行机 并且ZMP点离支撑域中心越近，机器人的稳定裕度就 器人步态控制策略上予以说明。 越大，机器人抗干扰的能力越大，如图2所示，在支撑 域 中，小圆点为中心点，小方点为机器人的ZMP点。当 ∑m z g )。一∑m