Skip to main content
فهرست مقالات

تحلیل دینامیکی و طراحی یک الگوریتم کنترلی دینامیک مبنا برای راه‌رفتن ربات 4پا

نویسنده:

نویسنده مسئول:

علمی-پژوهشی (وزارت علوم)/ISC (9 صفحه - از 2636 تا 2644)

چکیده:

در این مقاله، طراحی یک الگوریتم کنترلری دینامیک مبنا برای تولید فرآیند گام‌برداری پایدار در یک ربات ۴پای ۶لینکی ارائه شده است. تاکنون مطالعات زیادی در زمینه کنترل و حرکت ربات‌های ۴پا انجام گرفته است ولی اکثر کارهای انجام‌شده بر مبنای مدل‌سازی دقیق ربات و محیط آن صورت گرفته است. چنین روش‌هایی به علت تطبیقی نبودنشان توانایی خود را با تغییر محیط از دست می‌دهند. این در حالی است که ویژگی اصلی حرکت مهره‌داران، تطبیقی‌بودن حرکات آنها است. لذا استخراج یک الگوریتم کنترلی که صرفاً بر مبنای دینامیک ربات باشد حائز اهمیت است. الگوریتم‌های کنترلی که بتوانند تضمین پایداری کنند به ۲ نوع کلی دینامیک مبنا و تراژکتوری مبنا تقسیم می‌شوند. در این بین الگوریتم‌های تراژکتوری مبنا نیاز به داشتن اطلاعات دقیقی از گیت دارند که لزوماً در دسترس نیست. اما الگوریتم‌های دینامیک مبنا از یک سری قیود حرکتی برای رسیدن به یک کنترلر پایدارساز استفاده می‌کنند که این قیود خود گیت حرکتی مناسب را ایجاد می‌نمایند. در این پژوهش با استفاده از الگوریتم کنترلی دینامیک مبنا، یک کنترلر برای پایدارسازی و تولید گیت ترات و پیس در یک مسیر مستقیم و مسطح برای حرکت یک ربات ۴پا ارائه شده است. با توجه به اینکه ربات ۴پای مورد نظر دارای ۴ درجه آزادی است لذا از ۳ قید هندسی برای تأمین حرکت ریتمیک استفاده شده است. در این مقاله پایداری فرآیند گام‌برداری ربات ۴پا، با استفاده از نگاشت بازگشتی پوانکاره اثبات شده است.

In this study, a dynamic based control algorithm for a six-link quadruped locomotion is proposed. Up to now, a lot of robotic scientists have researched in quadruped locomotion but most of their researches are based on modeling of robot and its surrounding. Such methods are not able to generate a stable locomotion when the surrounding changes a little. So this is important to propose a dynamic based control algorithm. The algorithms that can guarantee the stability are classified to two categories of dynamic based and trajectory based methods. The trajectory based algorithms need detailed information of gait and surrounding which is not necessarily available. But the dynamic based algorithms use some geometric constraints to reach a stable controller. These geometric constraints generate the proper gaits. So in this study by employing the dynamic based control algorithm, we proposed a controller for generating the Trot and Pace gait on a straight and flat path for quadruped robot locomotion. Given that the quadruped robot has four degrees of freedom so three geometric constraints are needed to provide a rhythmic locomotion. In this study we showed that for step generating by quadruped robot, both the appropriate initial conditions for angular velocities and presence of a point mass on the neck of the robot are needed. Also in this study the stability of quadruped locomotion has been proved using Poincaré return map.

کلیدواژه ها:

ربات چهارپا ،مبنا ،الگوریتم کنترلی دینامیک ،گیت ترات ،مدل سازی دینامیکی به روش لاگرانژ

quadruped robot ،Dynamic based algorithm ،Trot ،Pace ،Dynamic modeling by Lagrange method


برای مشاهده محتوای مقاله لازم است ورود پایگاه شوید. در صورتی که عضو نیستید از قسمت عضویت اقدام فرمایید.