题目：液压弹跳机器人及其控制技术研究

在复杂地形条件下，弹跳机器人能够越过数倍甚至数十倍自身于自身尺寸的障碍物，与原有的运动方式结合可大大提高机器人避障和越障能力。在侦察、勘探、月球探索等领域具有潜在应用价值。本文针对关节型液压驱动的弹跳机器人进行了理论分析和控制系统设计。首先对关节型单腿弹跳机器人建立运动学和动力学模型，从中得到运动控制中关键变量。并利用动量矩定理，对弹跳过程中的支撑相进行了理论分析，得到膝关节角速度控制曲线。然后在ADAMS上，建立了机器人的虚拟仿真平台，进行了模型验证，并实现了与Simulink的联合仿真。在ADAMS的仿真分析中，发现了机器人运动过程中出现 “小跳”现象，这种运动是不利于机器人的弹跳控制的。为解决这个问题，从改变足端材料和杆长着两个关键因素进行了试验对比分析。采用简化的阀控液压缸模型和ADAMS中生成的S函数，在Simulink中搭建了完整的控制系统模型，对控制系统中的膝关节角位移和角速度，采用常规PID和模糊PID控制算法进行了相应的仿真研究，验证了模糊PID控制算法的有效性。最后对控制系统进行了分层设计，实现了下位机DSP控制器的控制算法流程，并实现了对A/D采集的数据进行了中位值平均滤波、D/A输出的线性拟合、CAN通信和数据处理。