Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/11455/47728
標題: 基於被動式動態行走原理之雙足機器人主動式步行控制系統設計與試作(I)
Active Walking Control Design and Prototype Fabrication of a Bipedal Robot Based on Passive Dynamic Walking Principle(I)
作者: 林麗章
關鍵字: 電子電機工程類;應用研究;雙足機器人;混合動力學模式;被動式動態步行;能量追蹤控制;三維建模;CAN 控制實現;設計與製作
摘要: 
本計畫擬考慮基於被動式動態步行原理之主動式雙足步行器的建模、控制設計與實現技術研究。第一年將利用Lagrange 方程式,推導最簡易被動式雙足機器人質點模型搖動相(swing phase)的ODE 步行動力學模式,以及換腳時理想衝撞相(impact phase)的離散速度轉換方程式,建立其混合(hybrid)系統模式,再由電腦模擬其整體由重力驅使的動態特性,印證其步行走下斜坡時,於穩態時確實能達到有穩定步伐的極限循環現象。利用此被動式動態步行原理特性,擬使用虛擬重力、能量限制控制與能量追蹤等方法,將重力提供雙足機器人沿斜面下坡前進的自然動力,轉化成提供步行機器人前進所需之力矩,得到主動式控制力矩計算式,使得雙足機器人能經由主動控制的方式很自然的在平地上穩定行走。因為真實較完整的設計應考慮剛體模型,故擬再進行被動式動態步行機器人之剛體模式推導和其混合系統動態特性之電腦模擬,以及主動式(含致動器)動態步行機器人之雛型設計、控制系統硬體架構規劃與混合系統模式推導等。本研究第二年將延續第一年的工作,進行運動學與動力學均較簡易的輕巧形(含軀幹及十二自由度腿部設計)主動式動態步行器設計之實際製作;主動式動態步行器之能量追蹤控制設計與穩定性分析,探討其混合零點動態(hybrid zero dynamics),並以閉迴路系統電腦模擬瞭解其動態特性;各軸使用H-Bridge/PWM 方式驅動其DC Geared Motor 之規劃設計與製作;使用ARM 7 微控制器之CAN 控制網路架構之實現試作;ARM 7 微控制器即時控制軟體的撰寫與測試;以及雙足步行機器人之步行控制系統之實現與性能改善等的研究。
URI: http://hdl.handle.net/11455/47728
其他識別: NSC95-2221-E005-040
Appears in Collections:機械工程學系所

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