Caminhada dinâmica estável sobre terreno irregular

Proponhamos um design de controle construtivo para estabilização de trajetórias não periódicas de robôs subatuados. Um exemplo importante de tal sistema é um robô bípede de "caminhada dinâmica" subatuado atravessando terreno áspero ou irregular. O problema de estabilização é intrinsecamente desafiador devido à não linearidade, instabilidade em malha aberta, dinâmica híbrida (impacto) e movimentos alvo que não são conhecidos com antecedência. A técnica proposta é calcular uma linearização transversal sobre o movimento desejado: um sistema impulsivo linear que representa localmente a dinâmica "transversal" sobre uma trajetória alvo. Este sistema é então estabilizado exponencialmente usando um design de controle de horizonte recuado modificado, fornecendo estabilidade orbital exponencial da trajetória alvo do sistema não linear original. O método proposto é verificado experimentalmente usando um andador de passo do compasso: um bípede com dois graus de liberdade com atuação no quadril, mas com pés semelhantes a stilts. A técnica é, no entanto, muito geral e pode ser aplicada a uma ampla variedade de sistemas não lineares híbridos.