基于LQR和ADRC的轮腿机器人的研究

科学领域:

• 机器人技术 机器人技术 机器人技术
• 控制系统工程 控制系统工程
• 机械工程 机械工程

背景情况:

• 传统的两轮机器人在不平坦的地形上扎,导致不稳定.
• 坎的道路对传统的轮式机器人的移动性和稳定性构成重大挑战.
• 现有的设计往往缺乏复杂,非结构化的环境所需的适应性.

研究的目的:

• 开发一个改进的两轮机器人,能够在的道路上行驶.
• 为了提高双轮机器人的稳定性和移动性,在具有挑战性的地形上.
• 为推出一种新的轮腿机器人设计,提供卓越的越野性能.

主要方法:

• 一个七个环节的腿部结构被设计为解平衡和腿部运动.
• 动态模型是使用欧勒-拉格朗日方法和非全方位动态罗斯方程推导的.
• 实时控制是通过使用线性方位调节器 (LQR) 实现平衡和使用主动干扰拒绝控制 (ADRC) 实现的.

主要成果:

• 在Recurdyn的一个模拟模型验证了控制算法的可行性.
• 一个实验原型证实了拟议的控制策略的有效性.
• 这种带轮腿的机器人成功地在崎的道路条件下驾驶.

结论:

• 开发的轮腿机器人展示了在穿越不平坦地形时的增强能力.
• 集成的LQR和ADRC控制方法有效地管理平衡和腿部运动以保持稳定.
• 这种创新设计为在充满挑战的环境中实现强大的机器人移动提供了有希望的解决方案.