Разработка алгоритмов и программы управления локомоцией шагающего антропомрфного робота

Рассматривается синтез управляемого движения шагающих роботов на основе метода обратной задачи.
Приводится описание применения метода к шагающим роботам различного вида.
Представлены теоретические и экспериментальные результаты управления антропоморфным роботом AR-600E.

Целью проекта является разработка системы, для синтеза управления локомоцией шагающего антропоморфного робота.
Задачи проекта:
- разработка метода синтеза управляемого движения робота;
- разработка системы управления для реализации созданного метода синтеза;
- проведение экспериментов по управлению антропоморфным роботом.

Основным методом синтеза управляемого движения многозвенных механических систем является метод обратной задачи, позволяющий получать параметры управления для реализации требуемого закона движения в общем случае. Стандартная процедура метода обратной задачи сводится к определению кинематических параметров движения пространственной механической системы, которые можно получить из системы дифференциально-алгебраических уравнений, описывающей динамику робота как системы связанных твердых тел. В работе рассматривается система управления локомоцией робота, построенная на численном решении такой математической модели динамики робота.

Разработан программный комплекс, выполняющий генерацию программных движений в приводах робота на основе решения соответствующих дифференциально-алгебраических уравнений. Создан интерфейс оператора для задания параметров программного движения корпуса робота, и интерфейс передачи управляющих воздействий на приводы робота. Система управления основана на численном интергрировании уравнений движений в режиме реального времени.

С помощью разработанной системы аппробированы ряд режимов движения антропоморфного робота по ровной поверхности. Реализованы режиммы дывидения робота вперед назад вбок, изменение положения корпуса на месте и движения по препятсвию в форме единичной ступени. Примеры натурного движения робота можно найти на [http://frund.vstu.ru/category/video/]

1. Крутько П.Д. Обратные задачи динамики управляемых систем. Нелинейные мо-дели/ П.Д Крутько. – М.: Наука, 1988.
2. Vukobratovic M., Borovac B. / Biped locomotion dynamics, stability, in: Control and Application, Springer-Verlag, Berlin, 1990.
3. Горобцов А.С., Климов С.Ю., Гетманский В.В. //Parallel Inverse Dynamics Meth-od for Synthesis of Control Movement of Multidimensional Walking Robot. - 2009 IEEE Inter-national Conference on Mechatronics and Automation (IEEE ICMA 2009), Changchun, Jilin, China, August 9-12, 2009.

The synthesis of control motion ofwalking robots, based on the in-verse dynamics method.
A description of the method for walking robots of various kinds is investigated.
Presented theoreticaland experimental results for robotandroid AR-600E.