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基于分層學(xué)習的四足機器人運動(dòng)自適應控制模型
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作者:
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西南科技大學(xué)制造科學(xué)與工程學(xué)院

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四川省大學(xué)生創(chuàng )新創(chuàng )業(yè)訓練項目基金(S201910619035)


A Quadruped Robot Motion Adaptive Model Based on Hierarchical Learning
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    摘要:

    針對四足機器人面對腿部損傷無(wú)法繼續有效自主運作的問(wèn)題,提出一種基于分層學(xué)習的自適應控制模型。該模型結構由上層狀態(tài)策略控制器(SDC)和下層基礎運動(dòng)控制器(BDC)組成。SDC對機器人腿部及姿態(tài)進(jìn)行決策并選擇運動(dòng)子策略,BDC子運動(dòng)策略表達該狀態(tài)下機器人的運動(dòng)行為。在Unity3D中構建反關(guān)節多自由度的四足機器人,訓練多種腿部受損狀況的BDC子運動(dòng)策略,BDC成熟后20s周期隨機腿部受損并訓練SDC。該模型控制流程為SDC監測機器人狀態(tài),激活BDC策略,BDC輸出期望關(guān)節角度,最后由PD控制器進(jìn)行速度控制。其實(shí)現機器人在腿部受損后自我適應繼續保持運作。仿真與實(shí)驗結果表明,該控制模型能在機器人損傷后能自我快速、穩定調整運動(dòng)策略,并保證運動(dòng)的連貫性及柔和性。

    Abstract:

    Aiming at the problem that the quadruped robot can not continue to operate effectively and independently, the adaptive control model based on hierarchical learning is proposed. The model structure consists of an upper state policy controller (SDC) and a lower base motion controller (BDC). The SDC estimates the expected motion sub-strategy of the robot's legs and posture, and the BDC sub-motion strategy is activated to control the robot to express the athletic behavior. Damage to the robot is manifested in the complete loss of athletic ability in any leg. The adaptive control of the model is reflected in the robot's self-adjusting strategy after the leg fails. In Unity3D, a four-legged robot with anti-joint multi-degree of freedom is built. The SDC monitors the state of the robot and adjusts the strategy. The BDC output gives the joint PD controller speed control. Simulation and experimental results show that the model shows a fast and stable effect on the robot's self-adjusting motion strategy.

    參考文獻
    相似文獻
    引證文獻
引用本文

崔俊文,劉自紅,石磊,劉福強,樂(lè )玉.基于分層學(xué)習的四足機器人運動(dòng)自適應控制模型計算機測量與控制[J].,2020,28(1):105-110.

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歷史
  • 收稿日期:2019-06-17
  • 最后修改日期:2019-07-03
  • 錄用日期:2019-07-03
  • 在線(xiàn)發(fā)布日期: 2020-02-22
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