تحلیل دینامیکی و طراحی یک الگوریتم کنترلی دینامیک مبنا برای راه رفتن ربات ۴پا

در این مقاله، طراحی یک الگوریتم کنترلری دینامیک مبنا برای تولید فرآیند گام برداری پایدار در یک ربات ۴پای ۶لینکی ارائه شده است. تاکنون مطالعات زیادی در زمینه کنترل و حرکت ربات های ۴پا انجام گرفته است ولی اکثر کارهای انجام شده بر مبنای مدل سازی دقیق ربات و محیط آن صورت گرفته است. چنین روش هایی به علت تطبیقی نبودنشان توانایی خود را با تغییر محیط از دست می دهند. این در حالی است که ویژگی اصلی حرکت مهره داران، تطبیقی بودن حرکات آنها است. لذا استخراج یک الگوریتم کنترلی که صرفا بر مبنای دینامیک ربات باشد حائز اهمیت است. الگوریتم های کنترلی که بتوانند تضمین پایداری کنند به ۲ نوع کلی دینامیک مبنا و تراژکتوری مبنا تقسیم می شوند. در این بین الگوریتم های تراژکتوری مبنا نیاز به داشتن اطلاعات دقیقی از گیت دارند که لزوما در دسترس نیست. اما الگوریتم های دینامیک مبنا از یک سری قیود حرکتی برای رسیدن به یک کنترلر پایدارساز استفاده می کنند که این قیود خود گیت حرکتی مناسب را ایجاد می نمایند. در این پژوهش با استفاده از الگوریتم کنترلی دینامیک مبنا، یک کنترلر برای پایدارسازی و تولید گیت ترات و پیس در یک مسیر مستقیم و مسطح برای حرکت یک ربات ۴پا ارائه شده است. با توجه به اینکه ربات ۴پای مورد نظر دارای ۴ درجه آزادی است لذا از ۳ قید هندسی برای تامین حرکت ریتمیک استفاده شده است. در این مقاله پایداری فرآیند گام برداری ربات ۴پا، با استفاده از نگاشت بازگشتی پوانکاره اثبات شده است.

کلیدواژه ها:

Quadruped robot ، Dynamic based algorithm ، Trot ، Pace ، Dynamic modeling by Lagrange method ، ربات چهارپا ، الگوریتم کنترلی دینامیک مبنا ، گیت ترات ، گیت پیس ، مدل سازی دینامیکی به روش لاگرانژ