[发明专利]一种自适应稳定平衡控制方法和系统以及双足仿人机器人有效

专利信息
申请号: 201810761580.4 申请日: 2018-07-12
公开(公告)号: CN108897220B 公开(公告)日: 2020-09-29
发明(设计)人: 孙阳阳;苏言杰 申请(专利权)人: 上海硅族智能科技有限公司
主分类号: G05B13/04 分类号: G05B13/04;B62D57/032
代理公司: 北京中南长风知识产权代理事务所(普通合伙) 11674 代理人: 郑海
地址: 201803 上海市嘉定区江*** 国省代码: 上海;31
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摘要: 发明是关于一种自适应稳定平衡控制方法和系统以及双足仿人机器人,使双足仿人机器人能自适应稳定平衡。自适应稳定平衡控制方法包括如下步骤:(1)建立双足仿人机器人的状态空间模型:Y=C×X;X为双足仿人机器人的状态函数;Y为输出函数;U为输入函数,A状态矩阵;B为输入函数的系数矩阵;C为输出函数的系数矩阵;(2)确定优化的控制算法:双足仿人机器人的状态模型可转换成:控制器参数K的选择需使矩阵(A‑BK)的特征值满足设定条件,可使双足仿人机器人的状态收敛、稳定平衡。自适应稳定平衡控制系统采用上述方法使双足仿人机器人自适应平衡。双足仿人机器人包括上述的控制系统。本发明用于使双足仿人机器人能利用自身实现稳定平衡。
搜索关键词: 一种 自适应 稳定平衡 控制 方法 系统 以及 双足仿 人机
【主权项】:
1.一种自适应稳定平衡控制方法,用于使双足仿人机器人能自适应稳定平衡,其特征在于,包括如下步骤:(1)建立双足仿人机器人的状态空间模型为:Y=C×X;其中,X为双足仿人机器人的状态函数;Y为输出函数;U为输入函数,反映双足仿人机器人当前状态的控制输入;A为双足仿人机器人的状态矩阵;B为输入函数的系数矩阵;C为输出函数的系数矩阵;利用雅克比矩阵的求解方法,确定出系数矩阵A、B、C;(2)确定优化的控制算法:令输入函数U与状态函数X存在如下关系:U=‑K×X;其中,所述双足仿人机器人的状态模型可转换成:其中,矩阵K为控制器参数,对所述输入函数U起到控制作用;所述控制器参数K的选择需使矩阵(A‑BK)的特征值满足设定条件,即可使所述双足仿人机器人状态收敛,处于稳定平衡状态;其中,当所述双足仿人机器人受到外界或自身扰动时,所述自适应稳定平衡控制方法根据所述双足仿人机器人的当前状态、当前状态的控制输入,通过上述步骤对控制器参数K进行优化,进而对当前状态的控制输入进行调整,使所述双足仿人机器人实现稳定平衡。
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