基于重心动力学及虚拟模型的负载型四足步行平台对角步态控制方法

来源：机器人杂志2020年第4期北京时间：

作者：谭永营, 晁智强, 韩寿松, 宁初明

摘要：为提高负载型四足步行平台对角步态行走的稳定性，减小较大的腿部质量及偏心质量对稳定行走的影响，提出融合重心动力学及虚拟模型的控制方法．应用虚拟模型控制方法对机身及摆动腿加速度进行求解．结合平台重心动力学模型得到其所受合外力，而后应用二次规划将平台合外力分配到支撑腿足端．接着运用逆向动力学和关节空间PD控制得到步行平台关节力矩．通过Adams和Simulink对负载型四足步行平台对角步态行走进行仿真，并将该方法与虚拟模型控制算法进行对比．结果表明重心动力学及虚拟模型控制方法能够使平台姿态角稳定在目标值附近，在平台受到侧向冲击情况下横滚角、俯仰角分别减小约42%、21.8%，在机身偏心全向行走过程中减小50%、89%．证明了所提控制方法能够有效应对较大的腿部质量及偏心质量的影响，提高负载型四足步行平台对角步态行走的稳定性和鲁棒性．

关键词：负载型四足步行平台, 重心动力学, 虚拟模型, 对角步态