[发明专利]欠驱动双足步行机器人实时仿真系统

摘要

本发明涉及仿真技术领域，提出并实现一种欠驱动双足步行机器人实时仿真系统。实时仿真系统由多个基础平台构成，主要包括：实时控制平台、联合仿真平台和机电一体化系统仿真平台，其特征在于：实时控制平台直接与实体机器人驱动系统相连，对机器人的运动进行实时控制，实时控制平台与联合仿真平台相连，能进行数据传输，联合仿真平台和机电一体化系统仿真平台相连，完成实时联合仿真分析，各平台由不同的功能模块组成，各模块之间通过数据链路相连，基于该实时仿真系统能够进行实时控制算法设计、欠驱动步行机器人虚拟样机设计、控制器设计、实时联合仿真和实验结果分析，仿真系统通过人机界面完成各项操作任务。

主权项

1、一种欠驱动双足步行机器人实时仿真系统，其特征是：包括实时控制平台、联合仿真平台和机电一体化系统仿真平台，所述的实时控制平台又分为数据采集模块、硬件驱动模块、OpenGL(Open Graphics Library)图形显示模块、实时控制算法模块、人机界面模块、数据导入导出模块、联合仿真接口模块，所述的联合仿真平台包括联合仿真控制模块、数据处理模块，所述的机电一体化系统仿真平台包括控制器仿真模块、虚拟样机仿真模块，其中：所述实时控制平台的数据采集模块，实现对实体欠驱动双足步行机器人传感器数据的获取；所述实时控制平台的硬件驱动模块，实现对实体欠驱动双足步行机器人运动执行器的驱动；所述实时控制平台的数据导入导出模块，实现系统实时控制平台部分数据的导入和导出；所述实时控制平台的OpenGL图形显示模块，实现对实体欠驱动双足步行机器人运动状态的同步映射，以及对导入的步态数据的运动仿真；所述实时控制平台的实时控制算法模块，实现对欠驱动双足步行机器人的实时控制算法设计；所述实时控制平台的人机界面模块，实现对机器人实时控制的人机交互；所述实时控制平台的联合仿真接口模块，实现实时控制平台与联合仿真平台之间的连接；所述联合仿真平台的联合仿真控制模块，实现对欠驱动双足步行机器人联合仿真的人机交互控制及各种操作；所述联合仿真平台的数据处理模块，实现对联合仿真数据处理及绘图显示；所述机电一体化系统仿真平台的虚拟样机仿真模块，实现对欠驱动双足步行机器人机械结构和动力学特性的仿真；所述机电一体化系统仿真平台的控制器仿真模块，实现对欠驱动双足步行机器人控制器的仿真；整个系统结构上采用模块化，在实际实现上融合了多种软件平台系统，主要完成对欠驱动步行机器人的实时控制和仿真试验，实时控制主要通过实体机器人系统和实时控制平台来实现，控制对象为实体机器人，控制器为实时控制算法模块；仿真试验主要通过联合仿真平台和机电一体化系统仿真平台来实现，控制对象是虚拟样机仿真模块，控制器是控制器仿真模块，软件有数据传输链路层，各模块之间通过数据链路与其它模块相连。