[发明专利]欠驱动两足步行机器人水平行走时的侧向控制方法

权利要求书

1.一种欠驱动两足步行机器人水平行走时的侧向控制方法，其特征在于，当机器人直立状态时，过机器人的质心的垂线l₁与机器人此时行走的水平面相交于一交点K，当机器人侧向摆动，即质心侧向摆动时，每个摆动瞬时机器人的质心和K均确定一直线l₂，那么定义侧倾角α为l₂与l₁的夹角；不同侧向干扰作用下，定义模糊控制器的侧倾角模糊变量：位于l₁右侧的侧倾有三种情况，分别为右小干扰PS、右中干扰PM、右大干扰PL，位于l₁左侧的侧倾有三种情况，分别为左小干扰NS、左中干扰NM、左大干扰NL；在机器人的两髋关节的左右对称点的正上方安装有可在l₂与l₁确定的平面内摆动的平衡杆，平衡杆左右方向的长度大于两足间距；

侧向控制步骤为：

(1)设定侧倾角给定值α_d；

(2)由传感器按采样周期实时采样侧倾角α；

(3)在每个采样周期将α与α_d进行比较，得到误差e，e由α_d减去α确定，接着，模糊控制器根据误差e进行模糊控制，模糊控制过程是，若e的绝对值小于给定阀值，那么维持平衡杆现有位置不变，否则模糊控制器控制平衡杆处的电机运转，电机驱动平衡杆上下摆动。

2.根据权利要求1所述的欠驱动两足步行机器人水平行走时的侧向控制方法，其特征在于，在取值范围[-5，5]中任取一值作为侧倾角给定值α_d。

3.根据权利要求2所述的欠驱动两足步行机器人水平行走时的侧向控制方法，其特征在于，所述侧倾角给定值α_d为0。

4.根据权利要求1所述的欠驱动两足步行机器人水平行走时的侧向控制方法，其特征在于，在取值范围[0，5]中任取一值作为给定阀值。

5.根据权利要求4所述的欠驱动两足步行机器人水平行走时的侧向控制方法，其特征在于，所述给定阀值为5。

6.根据权利要求1所述的欠驱动两足步行机器人水平行走时的侧向控制方法，其特征在于，所述传感器安装在质心所在位置。

7.根据权利要求1所述的欠驱动两足步行机器人水平行走时的侧向控制方法，其特征在于，所述右小干扰PS、右中干扰PM、右大干扰PL的范围分别定义为[0，20]、(15，40]、(35，60]，所述左小干扰NS、左中干扰NM、左大干扰NL的范围分别定义为[0，-20]、(-15，-40]、(-35，-60]。

8.根据权利要求1所述的欠驱动两足步行机器人水平行走时的侧向控制方法，其特征在于，所述右小干扰PS、右中干扰PM、右大干扰PL的范围分别定义为[0，10]、(5，20]、(15，30]，所述左小干扰NS、左中干扰NM、左大干扰NL的范围分别定义为[0，-10]、(-5，-20]、(-15，-30]。

9.根据权利要求1所述的欠驱动两足步行机器人水平行走时的侧向控制方法，其特征在于，所述右小干扰PS、右中干扰PM、右大干扰PL的范围分别定义为[0，15]、(10，30]、(25，45]，所述左小干扰NS、左中干扰NM、左大干扰NL分别为[0，-15]、(-10，-30]、(-25，-45]。

10.根据权利要求1所述的欠驱动两足步行机器人水平行走时的侧向控制方法，其特征在于，所述平衡杆为直杆，其中点位于两髋关节的左右对称点的正上方，且中点与安装在机器人上的电机的转轴连接。