题目：基于四足机器人液压系统的关节运动控制研究

 

近年来，足式机器人成为机器人领域研究的热点。由于运动灵活、地形适应能力强，足式机器人在各个领域内有着广阔的应用前景，足式机器人对步行机器人的研究具有十分重要的意义。四足机器人是一种典型的步行机器人，由于四足机器人比双足拥有更强的地形适应能力，同时结构相较于更多足的机器人简单，因此成为足式机器人研究的热点。

控制系统一直是机电系统搭建的难点。对于四足机器人，其系统存在非线性强、参数时变、外负载敏感等特点，一些传动的控制方法并不能够得到很好的控制效果。本文将基于实验室研制的大型液压四足机器人平台，研究能够应用于机器人伺服液压关节的控制技术。本文的主要内容包括一下几个方面：

根据已有的液压系统求取各个元件的数学模型，包括伺服阀、液压缸等环节。之后根据求得的各个元件的数学模型求取系统整体的传递函数。根据传递函数分析系统的性能，并分析系统的稳定性。

根据分析得出的系统内在性质，设计用于液压四足机器人关节位置运动控制的理论控制器。理论控制器基于智能控制原理，采用模糊控制器与RBF神经网络控制器结合的模糊神经网络控制器，并通过模糊神经网络控制器来在线实时修正PID控制器的参数，以期克服液压四足机器人非线性强、参数时变、外负载敏感的特点。

根据设计的模糊神经网络PID控制器和求得的系统元件数学模型，使用AMESim和Matlab/Simulink软件，对本文所设计的液压四足机器人关节位置控制方法进行仿真，验证了其对液压四足机器人的关节位置进行控制时，控制性能强于传统的PID控制器，满足的机器人对控制方法的要求。

根据本文对液压四足机器人的关节位置控制理论的研究，编写了用于四足机器人控制的控制软件，介绍了软件的各个模块，并通过软件控制实验室完成的大型液压四足机器人平台。通过物理样机的调试与实验，验证了本文的研究内容。