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双足机器人是机器人的一个重要分支,它是一个具有时变、强耦合、高度非线性的机器人系统。近年来,双足机器人控制问题备受关注,取得了一系列重要成果,但对于双足机器人控制方法仍然有许多工作需要去做,因此对双足机器人运动控制问题的研究一直是热门课题。 本文针对双足卡几器人不确定性因素的存在,对机器人系统采用鲁棒控制。通过鲁棒控制方法设计一类具有不确定性双足机器人系统的鲁棒控制器,使得双足机器人存在实际不确定性因素时,仍然能够满足较好的性能指标。因此,研究双足机器人的鲁棒控制问题就具有十分重要的理论和实践意义,并成为近十几年来机器人控制领域的重要研究课题之一。 首先,本文根据Robonova-1双足机器人手册中描述的机器人机械结构推导出Robonova-1双足机器人是一个7连杆6个自由度的机器人简化模型。该结构由机械学得知能够实现机器人的稳定的动态行走。利用拉格朗日动力学方程分析双足机器人各个连杆相互约束状况,采用Newton-Euler方法建立双足机器人力学模型和利于计算机控制的控制模型。 接着,针对在Robonova-1双足机器人系统存在的难以测量的外部干扰,采用一种鲁棒轨迹跟踪控制策略,本文主要研究双足机器人系统的鲁棒轨迹跟踪控制策略。针对双足机器人系统,在双腿支撑阶段运动学方程的约束会产生机器人自由度的冗余,通过引入拉格朗日因子对冗余自由度进行处理;并基于李雅谱诺夫设计方法设计了一个鲁棒轨迹跟踪控制器,保证了双足机器人系统的稳定性和鲁棒性。通过仿真实验证实了这种控制策略的有效性,即能保证机器人系统的关节位移和位移速度能够跟踪给定的期望轨迹。 然后,由于双足机器人系统中存在的参数不确定性和外部干扰会对影响控制策略的控制品质,所以本文结合自适应控制,在鲁棒轨迹跟踪控制策略的基础上,提出了一种鲁棒自适应控制办法。上述控制策略能有效的克服通常难于建模的参数不确定性(摩擦力)和外部干扰的影响。通过仿真实验证实该控制策略的有效性。