Balance und Gangkontrolle für einen bipeden Roboter basierend auf der divergenten Bewegungskomponente und der Optimierung der Kontaktkräfte

Diese Arbeit präsentiert ein vollständiges Planungs- und Steuerungsschema, um Balance und Gang für einen bipeden Roboter zu erreichen, der die dynamischen Modellparameter des Roboters nicht unterscheiden muss. Der Hochleistungsplaner verwendet modellprädiktive Regelung, um sowohl die Fußstandorte als auch die Schrittzeiten basierend auf dem Modell der divergenten Bewegungskomponente (DCM) zu optimieren, um die Robustheit der erzeugten Gänge zu erhöhen. Für die Niedrigsteuerung verwenden wir quadratische Programmierung (QP), um die Verteilung der Kontaktkräfte unter den Kontaktbeschränkungen zu optimieren, um das virtuelle Moment auf die Basis des Roboters zu erreichen. Dann werden die Gelenkmomente, die an den Roboter gesendet werden, aus drei Teilen abgeleitet: zuerst die Momente, die aus der Kontaktkraft abgebildet sind; zweitens die Nachverfolgung des Schwungbeins; und drittens die Stabilisierung des Standbeins. Die Simulation und das Experiment an BRUCE, einem Miniatur-bipedalen Roboter von Westwood Robotics (Los Angeles, CA, USA), belegen die Leistung des Regelungsschemas, einschließlich Push-Recovery, Nachverfolgung des Schwerpunkts (CoM) und omnidirektionales Gehen.