腿足机器人运动控制原理与仿真实践教程 课件全套 第1--10章-webots机器人系统搭建---四足机器人视觉自主运动.pptx

;课程介绍;Ubuntu虚拟机系统;Ubuntu虚拟机系统;Webots仿真软件安装;搭建三自由度机械臂;《机器人学导论》中三自由度机械臂经典模型为例进行建模控制学习;搭建三自由度机械臂;搭建三自由度机械臂;搭建三自由度机械臂;搭建三自由度机械臂;搭建三自由度机械臂;搭建三自由度机械臂;搭建三自由度机械臂;搭建三自由度机械臂;构建两节机械臂;搭建三自由度机械臂;构建机械臂控制器;Cmake控制器编译配置图;构建机械臂控制器;构建机械臂控制器;构建机械臂控制器;构建机械臂控制器;构建机械臂控制器;构建机械臂控制器;补充;;在vscode中编辑代码时有时会发现头文件或函数行下面有红色波浪线，表示vscode找不到文件或者函数的位置，可在vscode的插件模块中有哪些信誉好的足球投注网站c/c++extension，点击install安装;构建机械臂控制器;;课程介绍;腿足机器人控制技术

本节针对单腿系统介绍运动学、逆运动学、静力学等基础知识，以及基于这些知识的位置控制、PD控制、阻抗控制、虚拟模型控制等内容，建立起腿足关节到肢体控制的基本能力，并基于此掌握、应用并创新一些新的腿足控制。;2.1单腿运动学建模;2.1单腿运动学建模;2.1单腿运动学建模;2.1单腿运动学建模;L1;2.1单腿运动学建模;2.1单腿运动学建模;2.1单腿运动学建模;2.2单腿运动控制方法;2.2单腿运动控制方法;2.2单腿运动控制方法;2.2单腿运动控制方法;2.3仿真实验;模型搭建;2.3仿真实验;2.3仿真实验;2.3仿真实验;主函数框架;2.3仿真实验;2.3仿真实验;2.3仿真实验;2.3仿真实验;四、思考与作业

4.1作业：

仿真中将机器人抬高0.3m，自由落地后采集足端力，分别绘制出四种方法最优参数下的足地冲击力图。

4.2思考与探索：

(1)通过本章所学控制方法，设计运动轨迹，实现仿真中机器人连续跳跃。

(2)在(1)基础上研究最小化足地冲击力方法。;扩展URDF;;;;腿足稳定运动控制中一个经典且被广泛应用的方法就是Raibert在1985年写的《leggedrobotthatbalance》中的“三段式”运动规划与控制方法；本次课尝试在webots中搭建书中第6章的单腿机器人跳跃模型，构建3D空间全向跳跃的控制器，深入学习书中理论并通过仿真实践加深腿足机器人控制的理解；;2.1“三段式”控??;躯干平衡的控制率为Hopping是一个有规律的周期运动控制，每个周期中的运动都可以归为不同阶段或者状态，下面引入状态机概念，状态机调控着hoping过程的每个阶段，每个阶段的切换是根据当前感知数据，根据关键事件标志切换的。例如hopping可以划分为：Compression、Thrust、Flight、Landing等阶段，当弹簧腿的速度从负变为正即0，则状态机从Compression切换为Thrust，这个状态下要采取的控制为:开始蹬腿并调整躯干姿态，完整的hopping状态机如图;中性点对称轨迹非对称轨迹;机器人运动速度估计，其思路就是机器人腿部处于支撑相时，其足端与地面紧密接触，假设其不会滑动，则机器人机身的运动速度与腿部的运动速度即为大小相同方向相反的量，腿上的速度可以通过运动学变换得到，变换中通过腿部安装的关节位置传感器测量映射为腿足末端运动速度，即可得到机器人机身的速度估计：;在计算前足位时，考虑了两个因素，用实际测得的运动速度来近似地确定中性点的位置，利用前向速度与期望速度的误差计算距离中性点的偏移量，使系统加减速，中性点和偏移量结合起来指定控制系统如何放置脚，上述表示为：;根据运动学计算期望的hip角度;压缩弹簧单腿简化控制量图;2.1Hopping运动规划;2.1Hopping能量分析;2.1Hopping能量分析;2.2仿真算法;2.2仿真算法;3仿真实验;3仿真实验;3仿真实验;3仿真实验;;编译好代码后进行webots仿真，选择我们的3D_single_leg_controller控制器，点击realtime仿真按扭，机器人开始自己建立跳跃震荡运动，默认的参数会使得机器人正常跳跃起来，当参数不合适时候，可能无法建立有效震荡，从而机器人会倾倒。机器人正常跳跃起来后通过键盘的w-s-a-d按键进行前-后-左-右速度调节，机器人会追踪给定速度。调整如下参数进行仿真验证，加深算法掌握程度：

周期震荡参数;修改其中RPY_Angle[0]?/?2.0和-phi_td/3.0参数，仿真验证参数对姿态稳定性的影响。

支撑摆动相参数

;4思考作业