雙足機器人行走步態(tài)規(guī)劃及ZMP穩(wěn)定性優(yōu)化的研究的開題報告

雙足機器人行走步態(tài)規(guī)劃及ZMP穩(wěn)定性優(yōu)化的研究的開題報告一、選題背景和意義隨著科技的發(fā)展，雙足機器人在日常生活、工業(yè)生產(chǎn)、救援、醫(yī)療等領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。在雙足機器人的應(yīng)用中，步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定性優(yōu)化是非常重要的問題。雙足機器人的步態(tài)規(guī)劃需要考慮到機器人的穩(wěn)定性、移動效率和步長等，而穩(wěn)定性是雙足機器人保持平衡并避免跌倒的關(guān)鍵問題。因此，雙足機器人的步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定性優(yōu)化問題是該領(lǐng)域的一個非常重要的研究方向。二、研究內(nèi)容和目標本研究的主要內(nèi)容是基于機器人步態(tài)理論和ZMP穩(wěn)定性理論，研究雙足機器人在不同的行走情境下的步態(tài)規(guī)劃及穩(wěn)定性優(yōu)化問題。我們將基于以往的研究成果，研究機器人的行走步態(tài)，結(jié)合機器人的動力學(xué)模型，設(shè)計機器人的步行控制器，從而使機器人在行走時保持平衡，避免跌倒。我們還將從平衡控制和ZMP穩(wěn)定性優(yōu)化角度出發(fā)，對機器人的穩(wěn)定性進行分析和優(yōu)化。三、研究方法和步驟本研究將采用如下方法：1.文獻研究法：通過文獻閱讀和調(diào)研，了解雙足機器人的步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定性優(yōu)化的研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢。2.理論研究法：通過對機器人步態(tài)控制原理、動力學(xué)模型、穩(wěn)定性原理及ZMP穩(wěn)定性優(yōu)化理論的研究,建立起數(shù)學(xué)模型和理論基礎(chǔ)。3.編程仿真法：采用機器人仿真平臺進行仿真實驗研究，驗證所設(shè)計的步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定性優(yōu)化方法的有效性。四、研究預(yù)期結(jié)果通過對機器人的步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定性優(yōu)化的研究，我們預(yù)期能夠?qū)崿F(xiàn)如下結(jié)果：1.設(shè)計出一種適用于不同行走場合的雙足機器人行走步態(tài)規(guī)劃方法。2.基于ZMP穩(wěn)定性理論設(shè)計出一種穩(wěn)定性優(yōu)化方法，該方法可以大大提高機器人的穩(wěn)定性，從而保證機器人在行走過程中不會發(fā)生跌倒等意外情況。3.通過仿真實驗驗證所設(shè)計的步態(tài)規(guī)劃和穩(wěn)定性優(yōu)化方法的有效性。五、論文結(jié)構(gòu)和進度安排本研究將按照如下結(jié)構(gòu)組織論文內(nèi)容：第一章緒論第二章相關(guān)理論和研究現(xiàn)狀第三章雙足機器人行走步態(tài)規(guī)劃第四章雙足機器人的穩(wěn)定性分析和優(yōu)化第五章仿真實驗第六章結(jié)論預(yù)計完成時間：2021年11月-2022年6月附：參考文獻[1]KajitaS,ImaiY,KanekoK.Studyondynamicwalkingofbipedhumanoidrobot—ZMP-basedtrajectorygeneration,Proceedings—IEEEInternationalConferenceonRoboticsandAutomation,ICRA.(Vol.1.No.3.)[2]MorisawaM.Bipedwalkingrobotbasedondynamicgaitstability,Proceedingsofthe30thAnnualConferenceoftheIEEEIndustrialElectronicsSociety.[3]WangY,SaitoH.Gaitgenerationandcontrolforhumanoidrobots:Areview,RoboticsandAutonomousSystems.(Vol.120.)[4]ZhangT,ChandrasekaranB,AiyappanS.Stateoftheartreviewforhumanoidrobotwalkstabilitycriterion,Proceedingsoft