五連桿兩足式機器人軌跡規劃與控制

Abstract

本論文主要分為下列兩部份： 一、離線最少能量軌跡規劃。 二、兩足式機器人運動的分層控制。 在第一部份中，針對五連桿的兩足式機器人以非線性規劃來求得一組消耗最少能量的 運動軌跡。在非線性規劃的過程中，狀態與控制變數都以B 雲規函數來近似之，再經 由排列可取得一組動能戶程式。利用這些近似，效果指標由原來之狀態與控制變數的 函數簡化成B 雲規係數的函數。原來的動態最佳控制問題便被轉換成靜態的數學規劃 ，最後再以梯度遞減的運算法則來解出答案。 在第二部份，我們發展了一種分層控制系統來控制兩足式機器人的運動。一旦步伐決 定後，便可立即計算出重心軌跡。再利用目標位置控制，無需事先規劃軌跡，便可將 擺動腳的腳尖移至所要的位置。將擺動腳的腳尖移至所要的位置，並將重心轉移過去 ，這就是機器人的行走了。如此一來，兩足式機器人對地形將有更佳的適應能力。這 種基於重新規劃操作空間的控制是由改進動態控制法則而來的。