Control Predictivo Constrenido para Robot Hexápodo No Tripulado con Marcha de Trípode
Autores: Gao, Yong; Wang, Dongliang; Wei, Wu; Yu, Qiuda; Liu, Xiongding; Wei, Yuhai
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Control Predictivo Constrenido para Robot Hexápodo No Tripulado con Marcha de Trípode
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Robótica
Palabras clave
Difícil
Seguimiento
Trayectorias de referencia
Restricciones de zancada
Seguimiento omnidireccional
Control predictivo del modelo
Replanificación en tiempo real
Marcha rítmica
Estiramiento de extremidades
Restricciones de guiñada
Marcha de trípode
Controlador de seguimiento preciso
Control predictivo restringido
Período de zancada variable
Esquema de replanificación en tiempo real
Media integral
Desviación de seguimiento
Zancadas de referencia constantes
Estrategia de control
Análisis comparativo
Prueba de simulación
Robot hexápodo
Movimiento omnidireccional
Curva dirigida
Trayectoria de polilínea no dirigida.
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
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Dado que es difícil rastrear con precisión las trayectorias de referencia bajo la condición de restricciones de zancada para un robot hexápodo no tripulado que se mueve con un andar rítmico, se propone en este documento una estrategia de seguimiento omnidireccional basada en control predictivo de modelo y replanteamiento en tiempo real. En primer lugar, de acuerdo con la característica de que la zancada domina el movimiento rítmico de un robot multipedal no tripulado, se establece un modelo de seguimiento omnidireccional a nivel del cuerpo. En segundo lugar, se propone un método de cuantificación de las restricciones de estiramiento y guiñada de las extremidades descritas por la zancada de movimiento que depende de un andar en trípode, y luego se diseña un controlador de seguimiento preciso a nivel del cuerpo basado en control predictivo restringido. Luego, en vista de la baja eficiencia de seguimiento del robot bajo la guía de una zancada de referencia común, se proponen una estrategia de solución de período de zancada variable y un esquema de replanteamiento en tiempo real de la zancada de referencia basados en las restricciones de las extremidades y la media integral, que evitan eficazmente la desviación de seguimiento causada por la guía de zancadas de referencia constantes. Finalmente, se demuestra la efectividad y practicidad de la estrategia de control propuesta a través del análisis comparativo y la prueba de simulación de un robot hexápodo WelCH con capacidad de movimiento omnidireccional para rastrear continuamente la curva dirigida y la trayectoria de polilínea no dirigida.
Descripción
Dado que es difícil rastrear con precisión las trayectorias de referencia bajo la condición de restricciones de zancada para un robot hexápodo no tripulado que se mueve con un andar rítmico, se propone en este documento una estrategia de seguimiento omnidireccional basada en control predictivo de modelo y replanteamiento en tiempo real. En primer lugar, de acuerdo con la característica de que la zancada domina el movimiento rítmico de un robot multipedal no tripulado, se establece un modelo de seguimiento omnidireccional a nivel del cuerpo. En segundo lugar, se propone un método de cuantificación de las restricciones de estiramiento y guiñada de las extremidades descritas por la zancada de movimiento que depende de un andar en trípode, y luego se diseña un controlador de seguimiento preciso a nivel del cuerpo basado en control predictivo restringido. Luego, en vista de la baja eficiencia de seguimiento del robot bajo la guía de una zancada de referencia común, se proponen una estrategia de solución de período de zancada variable y un esquema de replanteamiento en tiempo real de la zancada de referencia basados en las restricciones de las extremidades y la media integral, que evitan eficazmente la desviación de seguimiento causada por la guía de zancadas de referencia constantes. Finalmente, se demuestra la efectividad y practicidad de la estrategia de control propuesta a través del análisis comparativo y la prueba de simulación de un robot hexápodo WelCH con capacidad de movimiento omnidireccional para rastrear continuamente la curva dirigida y la trayectoria de polilínea no dirigida.