Et skridt på vejen, mod dynamisk gang med AAU-BOT1

Studenteropgave: Speciale (inkl. HD afgangsprojekt)

forside2.png
  • Jes Andersen
  • Henrik Dalsager Christensen
Dette kandidat speciale dokumenterer udviklingen af en controller til at gå dynamisk med AAU-BOT1.

En tobenet robot kan beskrives som et hybrid system, da meget store dele af gangen kan forklares med kontinuerte bevægelses ligninger, og resten, som f.eks. når foden rammer jorden, kan forklares med diskrete opdateringer af states.

AAU-BOT1 er fysisk ude af stand til at opnå statisk gang, delvist pga. begrænsninger i kinematikken og placeringen af vægten på robotten, men også pga. de små motorer og den høje friktion i gear.

Det er tidligere projekter med AAU-BOT1 blevet foreslået at bruge en klassisk PID regulator som servo kontrol, og det er forventet af tidligere grupper at en PID regulator skulle kunne undertrykke de non-lineære effekter i systemet. I dette speciale bliver det forslag testet i praksis, og en PID regulator er brugt som servo kontrol.

Gangen bliver genereret online, på baggrund af en fremskrevet model, og numerisk integration af et nonlineært omvendt 3d pendul. At få robotten til at følge den genererede bevægelse kræver at servo kontrollen kan holde ledene stabile under gang, det er dog vist i praksis at den relativt simple PID regulator ikke kan håndtere alle de non-lineære artefakter, og kan blive ustabil, når f.eks. benene skal strækkes meget hurtigt ud, eller en fod sættes hårdt i jorden.

Hvis gang trajektoriet simplificeres så benene er udstrakte under hele skridtet, og at impacts bliver kørt langsomt, kan quasi statisk gang dog opnåes med en PID regulator som indre løkke.
SprogEngelsk
Udgivelsesdato3 jun. 2010
Antal sider255
Udgivende institutionAalborg University
ID: 32312725