基于基本变量集的仿人机器人在线运动规划

仿人机器人在线规划方法对于其走向实际应用具有重要作用.通过对仿人机器人运动规划方法的调研以及实时性需求分析,提出了一种基于基本变量集的仿人机器人在线规划方法.该方法将运动规划问题转化为反映机器人运动状态的基本变量集的规划问题,通过对基本变量的规划和计算,得到基于关节空间的运动状态序列.该基本变量集包含零力矩点、仿人机器人重心(CoG)、髋部中心(CoC)、脚掌位置及相关关键姿态关系,所提方法结合仿人机器人动力学约束和物理约束,给出了关键变量集的规划和计算方法.最后,通过仿真实验,对规划结果的可行性进行了验证,实现了仿人机器人的稳定行走.     

高负载四足机器人的步态规划与控制

针对高负荷的四足机器人设计了位置控制器,实现了机器人在平坦地面上的稳定行走。使用的四足机器人为自主研发,该机器人设计有特殊的驱动系统和创新性的并联式腿结构,实现了机器人的高负载能力。利用Bezier曲线为机器人设计了足尖运动轨迹,提高了机器人的稳定性。仿真结果和实验验证了所设计控制器的有效性。     

基于Webots仿真软件的仿生六足机器人机构设计与步态规划

仿真技术在机器人机构设计与运动分析的研究与应用中发挥着重要的作用,可提升机器人机构设计的质量和改善机器人的运动性能.在六足纲昆虫观测实验的基础上,模仿六足纲昆虫的躯体形态和结构特征,以蚂蚁爬行的三角步态为摹本,对仿生六足机器人进行了机构设计与步态规划,并在Webots移动机器人仿真软件的环境下完成了仿生六足机器人的实体造型,编制了相应的运动控制程序,且通过仿真实验验证了仿生六足机器人机构的合理性和运动的灵活性.     

基于DRL和自由步态的六足机器人运动规划研究

为提高六足机器人在非结构环境下的通过率和运动性能,提出一种基于DRL和自由步态规划器的多接触运动规划算法。自由步态规划器获取目标状态下可达落足点从而输出最优步态序列;利用DRL训练得到六足机器人在随机生成的梅花桩环境中的质心运动策略。为了保证机器人在运动过程中相邻状态之间的可达性,利用状态转移可行性模型对状态转移可行性进行判定,实现六足机器人在不同宽度沟壑梅花桩环境下的落脚点规划。仿真与样机实验表明：多接触运动规划算法能够让机器人快速平稳地从起点到达目标区域,并自动调整步态模式以应对不同环境下随机分布的梅花桩。     

欠驱动双足步行机器人运动控制与动力学仿真

以欠驱动双足步行机器人为对象,提出一种基于落脚位置控制的运动控制算法,并对其行走控制过程进行动力学仿真。首先基于三维线性倒摆模型(3D-LIPM)控制机器人的落脚位置,建立其行走姿态的虚拟约束,利用有限时间收敛反馈控制器对行走过程进行控制,实现了机器人的动态稳定行走。最后结合MATLAB的符号运算、SIMULINK和虚拟现实技术对其控制过程进行运动学和动力学仿真。实验结果表明控制算法是可行的。     

基于虚拟零力矩点FZMP的拟人机器人行走稳定性仿真

给出了一个考虑外界干扰的拟人机器人整体模型的稳定性分析。通过引入虚拟零力矩点(FZMP)概念,提出了受到干扰的情况下维持拟人机器人的行走稳定性仿真方法。给出了支撑多边形的计算机表达方法和失稳时旋转边界自动确定方法。为了在不同的情况下保持平衡,提出了包括步幅、手的支撑和身体重心调整三种新的控制措施。仿真实例表明所提出方法的正确可行性。     

基于HMCD的仿人机器人步态规划

结合机器人本体结构设计和自由度配置,分析、调整了HMCD(Human Motion Capture Data)。采用模仿法把调整后的步态应用于步态规划。根据目前大多采用的两步规划法的不足,给出了改进后的三步规划法,并结合零力矩点(ZMP)稳定判据方法规划得到机器人稳定行走的关节运动曲线。最后对机器人前向运动、侧向运动进行了仿真,仿真结果表明基于HMCD的三步规划法可行。     

5连杆双足机器人建模和控制系统仿真

步行机器人作为一种载运工具适应地况能力强,结构复杂,运动控制难.实现类人型机器人动态行走,必须对机器人进行动力学建模、步态设计和稳定姿态控制算法设计.研究了一种5连杆双足机器人的动力学建模和控制系统仿真方法.建立两足步行机器人腿的可参数化仿真模型,对5平面双足机器人的运动情况和控制输入输出进行仿真,得出试验结果.并对影响步行机器人稳定性能的参数进行分析,为后面机器人样机的研制提供理论及数据依据.     

双足步行机器人快速步行与仿真

结合基于预观控制的ZMP步态生成模式的优点并引入脚尖脚后跟与地面间的旋转关节,以生成双足步行机器人质心和踝关节轨迹,同时提出了侧向质心摆动幅度递减方法以降低快速步行下侧向关节力矩.通过2km/h双足动步行样本生成实例,利用机械设计与动力分析软件在虚拟物理环境下实现了快速动步行,验证了所提出方法的有效性.     

基于相关机会规划的多机器人觅食过程的参数优化

针对随机环境中以觅食为任务的多机器人系统,在建立其整体数学模型基础之上,利用随机规划中的相关机会规划对影响整体系统性能的两个重要参数进行了优化分析,并采用基于随机模拟的遗传算法得到了优化结果.仿真结果表明,利用该方法可以实现随机环境下的系统优化控制,从而可为多机器人系统的行为规则优化提供理论依据.     

0-1整型规划的Hopfield神经网算法分析

提出了0-1整型线性和二次型规划(0-1ILQP)的Hopfield神经网的解法.即将0-1ILQP的目标函数和约束条件用罚函数的方法写成能量函数形式,然后利用Hopfield神经网求解出该能量函数的全局最小点,从而求解出原0-1ILQP的最优解.最后,作为一个算例,给出了此方法在优化卫星任务规划中的成功应用.     

基于振荡器模型的蛇形机器人的步态仿真

自然界中的生物蛇具有多种周期性运动方式如蜿蜒运动、直线运动和侧移运动等,步态的多样性极大的提高了自然蛇对复杂环境的适应性.生物学家通过研究证明脊椎动物的这种节律性运动方式是由中枢神经模式发生器(CPG)控制的.针对蛇形机器人高自由度的机械结构和不同步态的运动特点,利用Hopf振荡器模型的稳态特性建立了蛇形机器人的CPG步态模型,通过ADAMS仿真实现了1种九连杆八关节机器人样机的蜿蜒运动和三维空间内的侧向蜿蜒运动,并讨论了 2种步态之间的切换.仿真分析结果证明该CPG模型在实现蛇形机器人2种步态控制上的有效性.     

基于黄金分割律选择算子的改进进化编程算法及其在机器人路径规划中的应用

通过分析及结合机器人路径规划的进化编程仿真实验指出,保存最优个体或淘汰最差个体都会引起进化算法早熟现象,并提出如下改进算法按适应度从高(优)到低,依黄金分割律分别取出优秀和最差部分个体(染色体),通过赌轮法,并按适者生存原则从优秀的部分中选择一个体直接进入子代,而按劣者淘汰原则从最差部分中选择一个体从子代中排除.将改进算法运用于机器人路径规划,通过仿真实验检验了算法的有效性.     

区间非线性规划问题的确定化描述及其递阶求解

讨论以区间参数形式给出的不确定性非线性规划问题,提出了一种含有决策风险因子的新的区间参数不确定非线性规划的一般命题形式,并分别就不确定性参数出现在目标函数或约束条件中的不同情况,给出不同的表达形式.文章给出用遗传算法,采用递阶优化方式求解区间参数不确定非线性规划的具体算法.仿真结果表明该形式的可行性.     

QFD技术中各设计要求间依赖关系的线性规划处理

质量功能展开 (QFD)技术是一个多功能的计划工具 ,主要利用质量屋所含信息设计顾客满意的产品 .在已有文献的基础上 ,本文给出一个更加简单的线性规划模型 ,消除或减弱各设计要求间的依赖关系对设计要求的相对重要性的影响 ,所得结果可看作相互独立的参数且能用于下一阶段 ,即零件展开阶段 .     

蚁群算法进行连续参数优化的新途径

提出用蚁群算法进行连续参数优化的一种方法 .该方法对解的每一个分量的可能的取值组成一个动态的候选组 ,并对候选组中的每一个值记录其信息量 .在蚁群算法的每一次迭代中 ,首先根据信息量选择解分量的初值 ,然后使用交叉、变异操作来确定解的值 .以非线性规划问题为例所进行的计算结果表明 ,该方法比使用遗传算法具有更好的收敛速度和稳定性 ,克服了蚁群算法不太适合求解连续参数优化问题的缺陷 .     

The Optimal Method of Experiment for Multidimensional Dynamic Programming

ＴｈｅＯｐｔｉｍａｌＭｅｔｈｏｄｏｆＥｘｐｅｒｉｍｅｎｔｆｏｒＭｕｌｔｉｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＤｙｎａｍｉｃＰｒｏｇｒａｍｍｉｎｇＣＨＥＮＧＪｉｎｌｉｎ；ＪＩＮＺｈａｎｓｅｎ（ＪｉａｎｇｓｕＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｊｉａｎｇｓｕ，２２...     

基于近似技术的导弹总体设计优化方法研究

实施多学科设计优化方法有助于提高总体设计水平，但同时也使总体优化问题变得更加复杂、计算更加困难，因此需要采用近似技术。在对设计空间探索方法和多学科设计优化中应用的近似技术进行研究的基础上，提出在优化系统中采用综合探索近似寻优方法以实现快速寻优，最后通过一个应用实例验证了综合探索近似寻优方法的可行性。     

基于随机规划的制造/再制造物流网络优化设计

针对含有连续型随机参数的制造/再制造物流网络优化设计问题,在Monte Carlo模拟抽样基础上,建立了样本数量决定解算效率的两阶段随机规划模型,给出了模型求解的混合遗传算法,结合样本均值近似方法阐述了获取理想目标值及其可行解的最优值上下界逼近技术,明确了基于两阶段随机规划的物流网络优化设计步骤,举例说明了模型及其算法在设计决策中的应用。