Сравнительный анализ методов управления шагающими роботами с нелинейностями в сенсорной системе

Abstract

Работа посвящена вопросам управления двуногими шагающими роботами. Для разработки регулятора задача управления роботом сформулирована как задача квадратичного программирования, что позволяет учитывать односторонние механические связи в виде неравенств, обусловленные так называемыми конусами трения и ограничениями крутящих моментов приводов. Проведено сравнение трех типов регуляторов: СТС (от англ. Computed Torque Controller), линейного квадратичного регулятора c ограничениями CLQR (от англ. Constrained Linear Quadratic Regulator) и регулятора на основе квадратичного программирования NQPC (от англ. Nested Quadratic Programmingbased Controller). Особое внимание уделено влиянию неточностей сенсорной системы на качество работы системы управления робота. Исследование охватывает случаи, когда для компенсации неточностей датчиков может использоваться динамический наблюдатель, а также случаи, когда накладываются ограничения на значения крутящего момента в шарнирах робота. В результате моделирования установлено, что существует область параметров датчиков, в которой качество работы исследуемых регуляторов робастно по отношению к малым изменениям нелинейных свойств датчиков, причем такие области параметров характерны для систем без наблюдателя и при его наличии, а также для систем с ограничениями на значения крутящего момента и без них.