Feedback control in bipedal robot running

Abstract

В данной работе была рассмотрена задача управления бегом антропоморфного механизма. Задача была разделена на две меньшие подзадачи: нахождение опорной траектории модели механизма с меньшим числом степеней свободы и динамическая стабилизация полного механизма около этой опорной траектории. В качестве меньшей модели выступает двухзвенный одноногий механизм, каждая нога которого является перевёрнутым маятником с пружиной. Для нахождения опорной траектории этой модели используется метод отображений Пуанкаре. В качестве полной модели робота используется плоский пятизвенный двуногий механизм. Стабилизация движения этого механизма около опорной траектории также осуществлена методом динамической оптимизации, работающего в режиме реального времени. Таким образом, достигается устойчивый к возмущающим факторам бег механизма.

In this work the task of bipedal robot running is considered. The task was dvided into two smaller parts: a reference trajectory search for a robot with smaller number of degrees of freedom, and online stabilization of original mechanism about this trajectory. As a low-order model, spring-loaded inverted pendulum model was used. For reference trajectory search a 2D Poincare return map is utilized. For a humanoid robot run modelling a planar 5-link antropomorphic mechanism is used. The full mechanism is stabilized about the reference trajectory by means of online optimization. Thus, a stable running loop is achieved.