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近年来,随着智能化技术和机器人技术的日益发展和逐步提升,军事侦查、资源勘探、货物运载等艰巨、繁重、危险类工作已逐渐由机器人取代人类来完成,特别是在那些地形条件十分恶劣、工作环境十分复杂的场合,机器人更是成为人类不可缺少的帮手。众所周知,我国有超过一半的地区为崎岖不平的山区或沼泽,普通的轮式或履带式移动平台很难在此类地区开展上述作业,现实要求我们必须开发具备特殊行走功能的机器人。与普通的轮式或履带式移动平台相比,仿生四足机器人具有较强的机动性,能够适应非结构化的地面,能够较好地解决以上问题,因而我们应当开展对仿生四足机器人相关技术的系统研究。运动控制是实现仿生四足机器人优良运动特性的基础。因此,对该机器人运动控制系统的研制具有十分重要和深远的意义。本文在对国内外仿生四足机器人的研究现状和发展趋势进行深入分析和系统研究的基础上,探讨了仿生四足机器人步态算法实现的关键问题。本文以北京理工大学特种机器人创新中心在研的一款仿生液压四足机器人为研究对象,拟通过对机器人步态算法的研究,实现机器人的稳步行走。为此,首先介绍了该机器人的应用环境、机械结构以及控制系统的搭建方式;其次,借鉴生物节律运动与反射控制机理,对机器人的适应性行走控制算法进行了详尽分析和系统研究,建立了机器人的CPG网络模型,确定了膝、髋关节的控制策略,完成了对该机器人在平地上行走时所用几种典型步态的控制,并利用Matlab/Simulink对所建立的控制模型进行了数值仿真;然后,选择了FPGA作为CPG算法的核心板,完成了其硬件电路的设计,其中主要包括FPGA最小系统电路设计、串口通信电路设计以及CAN总线电路设计,还规划了控制系统软件的整体流程和功能模块划分方式,其中主要包括CPG算法的技术实现和由Simulink模型到硬件代码的转换、基于NiosⅡ的步态生成器内核设计、基于RS232的串口通信设计以及基于CAN总线的通信网络设计。在完成了该机器人步态生成器软硬件设计的基础上,本文对所设计的系统进行了性能检测与验证实验。首先,进行了RS232串口通信的实验,验证通信的可靠性,以保证步态生成器与主机或上位机之间信息传递的有效性;其次,还基于FPGA系统板完成了CPG算法的在环仿真验证,并将仿真的结果与Simulink软件内的仿真结果进行了对比,真实、直观地验证了该步态算法的有效性;最后,完成了基于CAN总线的通信实验,验证了该CAN总线能够有效地实现步态生成器和执行驱动器之间的通信,数据通信可靠性高,鲁棒性好,能够达到系统要求。本文所做工作为仿生液压四足机器人后续研究奠定了技术基础,所获成果可为相关领域的研究工作提供借鉴与参考。