基于CPG的四足机器人稳定性优化及偏航补偿

摘要：

针对处于步态摆动相时四足机器人重心偏移而引起得的机体偏航,以及严重情况下俯仰角过大引起的机身不稳定的问题,提出一种基于智能优化和自适应补偿结合的解决方案.首先,基于Hopf振荡器与相应足间运动关节相位耦合并引入运动控制参数,建立中枢模式发生器(central pattern generator,CPG)的网络运动模型;然后,提出一种改进的自适应调整权重的麻雀搜索算法(Adaptive Weight SSA),并用该算法通过迭代寻找输出步态信号最优参数组合,降低重心偏移产生的机体俯仰角与偏航值.最后,在改进麻雀搜索算法优化后四足机器人稳定性提升,使用最小二乘法得出偏航函数模型预测实时的偏航增长量,并使用偏航补偿函数控制CPG模型所需关节转动补偿偏航量.本文在Python环境下的Pybullet虚拟仿真平台上进行仿真实验.经四足机器人运动仿真结果证明了提出的方法的有效性和合理性.四足机器人通过偏航补偿控制函数解决了偏航问题,所提算法寻优提高了行走稳定性.

关键词：四足机器人、偏航补偿、中枢模式发生器、麻雀搜索算法、最小二乘法

所属期刊栏目：12

分类号：TP399(计算技术、计算机技术)

在线出版日期：2022-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：43-48,56