雙足步行機器人嵌入式控制系統(tǒng)設計分析

摘" 要：雙足步行機器人因其仿人類運動方式和優(yōu)良的適應性，近年來成為機器人研究的熱點。該文設計并實現(xiàn)一種基于嵌入式系統(tǒng)的雙足步行機器人實時控制系統(tǒng)。通過引入滑模控制算法和自適應平衡模塊，實現(xiàn)對機器人在不同環(huán)境下的穩(wěn)定控制。實驗結果表明，所設計的控制系統(tǒng)在跟蹤領導者狀態(tài)和同步控制左右兩足運動方面表現(xiàn)出卓越的實時性和穩(wěn)定性。該文的研究為雙足步行機器人的智能化控制提供新的思路和方法。

關鍵詞：雙足步行機器人；嵌入式系統(tǒng)；實時控制；滑模控制；自適應平衡

中圖分類號：TP242" " " 文獻標志碼：A" " " " " 文章編號：2095-2945（2024）32-0019-04

Abstract： Biped walking robots have become a research hotspot in robotics in recent years due to their human-like movement and excellent adaptability. This paper designs and implements a real-time control system for biped walking robots based on embedded systems. By introducing a sliding mode control algorithm and adaptive balance module， stable control of the robot in different environments is achieved. Experimental results show that the designed control system exhibits excellent real-time performance and stability in tracking the leader's state and synchronously controlling the movements of both legs. This research provides new ideas and methods for the intelligent control of biped walking robots.

Keywords： biped walking robot; embedded system; real-time control; sliding mode control; adaptive balance

在近年來，隨著機器人技術的迅速發(fā)展，雙足步行機器人作為一個重要的研究領域受到了廣泛關注。相較于輪式或多足機器人，雙足步行機器人具有更接近人類的運動方式和更強的適應性，因此在各種領域中具有廣闊的應用前景，包括搜索救援、服務機器人和工業(yè)生產(chǎn)等[1]。然而，雙足步行機器人的穩(wěn)定行走是一個復雜且具有挑戰(zhàn)性的問題，其在不同地形和環(huán)境下的行走穩(wěn)定性、速度和效率仍然存在諸多問題需要解決。

傳統(tǒng)的雙足步行機器人控制方法通常基于預先設計的固定步態(tài)模型或規(guī)則，缺乏對環(huán)境變化和機器人自身狀態(tài)的實時響應能力。而隨著嵌入式系統(tǒng)技術的發(fā)展，將實時控制算法直接實現(xiàn)在硬件平臺上已成為可能，為雙足步行機器人的控制和感知提供了新的思路和方法。……