具有悬架系统的全地形机器人位姿控制

作者：马芳武^*; 倪利伟; 魏路路; 徐广健; 葛林鹤; 聂家弘; 吴量

来源：吉林大学学报（工学版）, 2020, 50(04): 1503-1516.

DOI：10.13229/j.cnki.jdxbgxb20190266

• 机器人
• 隔振悬架
• 位姿闭环控制
• 联合仿真

机器人在非铺装路面行驶时,不可避免地会引起机体位姿(位置与姿态)改变,路面会对机体以及机载设备产生破坏冲击,为减小机体与机载设备的振动,设计了一款具有慢主动悬架结构的轮腿式全地形移动机器人(WLATMR),并验证了其隔振性能。为实现整机位姿闭环控制,首先基于运动学与动力学建立考虑悬架影响的整机位姿模型,分析悬架影响对机身位姿的影响,然后通过PI控制实现SIMULINK与ADAMS的联合仿真,对比分析模型优化前、后(优化前:忽略悬架影响,优化后:考虑悬架影响)的整机位姿控制效果。结果表明,优化前、后WLATMR的位姿跟踪效果相差不大,但是优化后的模型能够有效降低对作动器工作速度、工作位移等性能的要求。最后,通过调整PI参数使模型优化前、后的作动器工作速度相同,在此条件下再次仿真,结果表明优化后模型能够有效改善系统的瞬态响应性能指标,验证了模型及算法的正确性,同时为机器人增加隔振悬架系统提供了理论参考。

• 单位
  汽车仿真与控制国家重点实验室; 吉林大学