[发明专利]一种控制四足机器人运动的模糊控制器

摘要

本发明公开了一种控制四足机器人运动的模糊控制器，该模糊控制器的控制规则由四组自适应模糊控制规则组成，用于调制四足机器人的范德波尔神经振荡器拓扑网络。模糊控制器根据不同的环境反馈信号能够自适应地采用对应的规则调节范德波尔神经振荡器的参数，使该神经振荡器网络产生稳定、协调的四足机器人关节驱动信号。本发明适用于每条腿具有两个转动自由度(髋关节转动自由度、膝关节转动自由度)的四足机器人。通过由模糊控制器调制、范德波尔神经振荡器拓扑网络产生的关节驱动信号，四足机器人能够自适应地在野外、户内等不同环境里稳定行走。

主权项

一种控制四足机器人运动的模糊控制器，其特征在于，该控制器包括：模糊化处理单元、模糊推理单元、解模糊单元、神经振荡器网络，其中：模糊化处理单元接收传感器数据、接收四足机器人反馈的偏转方位角误差信号ΔφYaw、接收俯仰方位角φPitch、接收在上一个控制周期之内平均速度与目标平均速度之间的速度误差信号Δvf及接收在两次输出控制之间机体在Z向的颠簸程度信号∑z，并且模糊化处理单元通过使用马丹尼(mamdani)推理机制对误差信号ΔφYaw、俯仰方位角φPitch、速度误差信号Δvf及颠簸程度信号∑z进行模糊处理，生成并输出误差信号ΔφYaw、俯仰方位角φPitch、速度误差信号Δvf及颠簸程度信号∑z各自的模糊变量为NB、NS、Z、PS和PB；模糊推理单元与模糊化处理单元连接，模糊推理单元按照四条规则接收并对模糊论域进行推理，生成并输出解模糊单元需要的模糊变量；解模糊单元与模糊推理单元连接，解模糊单元对模糊变量进行解模糊处理，生成并输出用于调制神经振荡器网络的参数信号q、p、g；神经振荡器拓扑网络与解模糊单元连接，神经振荡器拓扑网络接收信号q、p、g并调整神经振荡器拓扑网络，从而使得神经振荡器拓扑网络产生并输出适用于四足机器人稳定、快速行走步态的电机驱动信号；四足机器人与神经振荡器拓扑网络连接，四足机器人接收来自神经振荡器拓扑网络生成的对应于各关节的角度信号，通过PID控制使得四足机器人行走生成并反馈输出新的反馈误差信号ΔφYaw、方位角φPitch、速度误差信号Δvf及颠簸程度信号∑z信号，重复对四足机器人的运动进行控制。