توضیحات
ABSTRACT
This paper employs nonlinear disturbance observer for robust Nonlinear Model Predictive Control (NMPC) of biped robots. The NMPC is used in order to imitate some properties of human walking, which is optimal and uses some basic goals and constraints, yielding safe and stable walking. Since there may be some uncertainties in the dynamics or parameters variations in the biped model, the controller robustness is also considered. However, the NMPC is a model based controller; this characteristic reduces the effectiveness of the NMPC based controlling. In order to overcome this shortcoming of the NMPC, the nonlinear disturbance observer (NDO) will be used to robustify the proposed controller against dynamic uncertainties in the biped robot and rejecting external disturbances. Simulation results reveal better performance of the nonlineardisturbance-observer-based NMPC as compared to the previously reported NMPC controllers.
INTRODUCTION
The development of legged locomotion systems has recently received an increased attention due to their higher mobility than conventional wheeled vehicles. Legs are adapted to cluttered environments allowing the machine to stride over obstacles and limiting the damages to the environment thanks to their small support surface. An important branch of the legged robots are the biped robots, which are based on humanoriented facilities. The biped robots are expected to imitate human behaviors and locomotion abilities, e.g. getting up and down stairs and ladders, passing uneven and rough grounds. Some of these demands, which are not achievable by the wheeled robots, emphasize more on the use of the biped robots. These new demands together with the new concepts in the biped robots field (i.e. the stable walking and the biped robot balance) demand applying new and well adapted motion control approaches. As much as these methods are inspired by human walking algorithms, the expectations of the biped robot would be satisfied more. The ordinary motion control methods in robotics are comprised of two phases: 1) the motion planning phase and 2) the trajectory following phase.
چکیده
این مقاله از مشاهدات ناخوشایند غیرخطی برای کنترل پیش بینی خودکار غیر خطی (NMPC) روبات های دوقطبی استفاده می کند. NMPC به منظور تقلید برخی از خواص راه رفتن انسان استفاده می شود که مطلوب است و از اهداف و محدودیت های اساسی برخوردار است و راه رفتن امن و پایدار را به ارمغان می آورد. از آنجایی که ممکن است برخی از عدم قطعیت در تغییرات دینامیک یا پارامترهای مدل دوگانه وجود داشته باشد، همچنین استحکام کنترل کننده نیز در نظر گرفته شده است. با این حال، NMPC یک مدل مبتنی بر مدل است؛ این مشخصه اثر کنترل NMPC را کاهش می دهد. برای غلبه بر این کمبود NMPC، ناظر اختلال غیرخطی (NDO) برای تشخیص کنترل کننده پیشنهادی در برابر عدم قطعیت پویایی در ربات دوتایی و رد اختلالات خارجی استفاده می شود. نتایج شبیه سازی نشان می دهد که عملکرد بهتر NMPC مبتنی بر مشاهدات غیرخطی در مقایسه با کنترل کننده های NMPC گزارش شده است.
مقدمه
توسعه سیستم های متحرک پا به تازگی با توجه به تحرک بیشتر آنها نسبت به وسایل نقلیه معمولی چرخ دایره ای افزایش یافته است. پاها با محیط های پر از تطابق سازگاری دارند و به ماشین اجازه می دهند تا از موانع عبور کرده و آسیب های محیط را به دلیل سطح حمایت کوچک خود محدود کنند. یک شاخه مهم از روبات های پا، روبات های دوتایی هستند که بر اساس امکانات بشردوستانه هستند. انتظار می رود که روبات های دوقطبی رفتارهای انسانی و توانایی های حرکتی را تقلید کنند، برای مثال بالا رفتن و پایین پله ها و نردبان ها، عبور از مسائل ناهموار و خشن. برخی از این خواسته ها که توسط روبات های چرخ دار قابل دستیابی نیستند، بیشتر بر استفاده از روبات های دوتایی تأکید دارند. این خواسته های جدید همراه با مفاهیم جدید در زمینه ربات های دوتایی (به عنوان مثال راه رفتن با ثبات و تعادل ربات دو طرفه) تقاضای استفاده از رویکردهای کنترل حرکت جدید و مناسب را دارد. همانطور که این روش ها از الگوریتم های راه رفتن انسان الهام گرفته شده است، انتظارات ربات دو طرفه بیشتر خواهد بود. روش های کنترل عادی حرکت در روباتیک شامل دو مرحله است: 1) مرحله برنامه ریزی حرکت و 2) فاز بعدی مسیر.
Year: 2010
Publisher : Eighteenth International Energy Conference of Iran
By : Mohsen Parsa , Mohammad Farrokhi
File Information: English Language/ 6 Page / size: 800 KB
سال :1389
ناشر : هجدهمین کنفرانس بین المللی برق ایران
کاری از : محسن پارسا، محمد فرخی
اطلاعات فایل : زبان انگلیسی / 6 صفحه / حجم : KB 800
نقد و بررسیها
هنوز بررسیای ثبت نشده است.