[发明专利]一种基于加速度优化的仿人机器人逆动力学控制器

摘要

本发明公开了一种基于加速度优化的仿人机器人逆动力学控制器。属于机器人技术领域。所述控制器包括如下步骤：根据仿人机器人的运动约束，得到仿人机器人上身加速度与脚底所需外力的关系；根据外力的约束来计算上身加速度的范围；通过代价函数计算出最优的上身加速度，并计算出机器人所应受外力和关节力矩。该方法给定机器人脚部受力约束,通过优化机器人上身加速度,使机器人实际受到的外力满足该约束条件，避免机器人发生由外界干扰产生不可预测的运动，从而达到稳定控制仿人机器人的目的。

主权项

一种仿人机器人逆动力学控制方法，所述仿人机器人具有上身、左腿和右腿，所述方法包括以下步骤：对所述仿人机器人建立动力学模型；所述动力学模型中，上身简化为一个集成的质量块，每条腿有六个关节，qrl∈R6×1与qll∈R6×1分别代表右腿与左腿的关节角度，上身浮动坐标系∑R位于盆骨的中心，世界坐标系∑W位于地面计算所述仿人机器人上身加速度范围；所述加速度范围是使用“空间矢量”方法推导出所述仿人机器人脚底所受外力与上身加速度关系,并根据所述仿人机器人当前状态由脚底所受外力范围计算的；优化所述仿人机器人的上身加速度；根据所述仿人机器人当前状态的加速度范围和PD控制产生的目标加速度，通过代价函数计算出该状态的仿人机器人最优上身加速度，并根据最优的上身加速度，计算出所述仿人机器人所应受外力和关节力矩，从而驱动所述仿人机器人行走。