基于双层级CPG的3维蛇形机器人运动控制方法

论文摘要

为实现3维蛇形机器人多模式运动控制,提出了一种基于双层级中枢模式发生器(CPG)的运动控制方法.该双层级CPG网络包含节律层和模式层,节律层的CPG神经元用于控制3维蛇形机器人的俯仰关节组和偏转关节组的相位关系,模式层的CPG神经元用于控制3维蛇形机器人关节组内各个关节的相位差及关节轨迹.首先,利用Kuramoto振荡器对CPG神经元进行建模,并确定CPG网络的层级结构和耦合拓扑;然后,基于蛇形约束曲线计算3维蛇形机器人侧滚运动、侧移运动、滑行运动及转向运动4种典型运动步态的控制参数;最后,通过联合仿真和实验验证该双层级CPG网络的控制性能.由实验结果可知,3维蛇形机器人的侧滚运动、侧移运动、滑行运动以及转向运动的实际速度分别能够达到3.9 cm/s、9.0 cm/s、2.1 cm/s和10.8°/s.因此,该方法能够有效地、灵活地控制3维蛇形机器人的多模式运动.

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文章来源

类型: 期刊论文

作者: 乔贵方,韦中,张颖,万其,宋光明

关键词: 蛇形机器人,仿生控制,中枢模式发生器,多模式,双层级

来源: 机器人 2019年06期

年度: 2019

分类: 信息科技,工程科技Ⅱ辑

专业: 自动化技术

单位: 南京工程学院自动化学院,东南大学仪器科学与工程学院

基金: 江苏省自然科学基金青年基金(BK20170763),江苏省高校自然科学基金(16KJB460013),江苏省远程测控重点实验室开放基金(2242015k30005)

分类号: TP242

DOI: 10.13973/j.cnki.robot.180681

页码: 779-787

总页数: 9

文件大小: 9071K

下载量: 300

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