四足仿生机器人可控能源系统研制

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1、硕士学位论文（工程硕士）四足仿生机器人可控能源系统研制THERESEARCHANDDEVELOPMENTOFCONTROLLABLEENERGYSYSTEMFORQUADRUPEDBIONICROBOT蔡文杰哈尔滨工业大学2018年3月国内图书分类号：TP271+.4学校代码：10213国际图书分类号：62密级：公开硕士学位论文（工程硕士）四足仿生机器人可控能源系统研制硕士研究生：蔡文杰导师：何朕教授申请学位：工程硕士学科：控制工程所在单位：航天学院答辩日期：2018年3月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex

2、:TP271+.4U.D.C:62DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringTHERESEARCHANDDEVELOPMENTOFCONTROLLABLEENERGYSYSTEMFORQUADRUPEDBIONICROBOTCandidate：CaiWenJieSupervisor：Prof.HeZhenAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：ControlEngineeringAffiliation：Academyo

3、fAstronauticsDateofDefence：Mar,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学工程硕士学位论文摘要四足仿生机器人可控能源系统是四足机器人的配套分系统，机器人不同的工作状态将会引起不同的参数变化。由于四足机器人在执行走、跑、停、跳等运动功能过程中，发动机负载长时间处于波动状态，对能源系统的需求不断变化。此现象若不进行抑制，将会导致发动机故障，严重影响机器人能源系统的可靠性和稳定性。同时液压油压力、温度也会随着工作状

4、态的变化而变化，这种变化同样给能源控制系统带来了更高的性能要求。因此，本课题提出了一种基于经典PID控制理论的可控能源系统方案对发动机转速进行控制，确保了系统的快速性、稳定性和灵活性。最终通过仿真平台和实物平台的试验验证，确保了该算法的各项性能指标均符合控制系统和机器人总体的性能要求。本文所提出的一种以TI公司出品的F2812作为处理器的四足机器人可控能源系统，依据F2812用户手册完成该系统的硬件搭建，将本文采用的经典PID控制算法作为四足机器人可控能源系统的核心控制算法。其硬件系统实现了通信和数据采集功能，通过PID控制算法提

5、取捕获单元采集的数据，计算机器人当前状态下所需的发动机气门开度，进而实现发动机转速的调整。最后通过单元、分系统和整机测试，验证了可控能源系统具有较好的稳定性能。关键词：机器人；可控能源系统；经典PID；DSP；F2812-I-哈尔滨工业大学工程硕士学位论文AbstractQuadrupedbionicrobotcontrollableenergysystemisasubsystemofquadrupedrobot,thedifferentworkingstateofrobotwillcausedifferentparameterc

6、hanges.Becauseofthequadrupedrobotintheprocessofcarryingout,running,stoppingandjumping,theengineloadisfluctuatingforalongtime,andthedemandoftheenergysystemischanging.Ifthisphenomenonisnotsuppressed,itwillleadtoenginefailure,whichinfluenceontherobotenergysystem’sreliabi

7、lityandstabilityseriously.Atthesametime,thepressureandtemperatureofhydraulicoilwillchangewiththechangeofworkingstate,thischangealsobringshigherperformancerequirementstotheenergycontrolsystem.Therefore,acontrollableenergysystemschemebasedonclassicalPIDcontroltheoryispr

8、oposedtocontroltheenginespeed,whichensuresthesystem'srapidity,stabilityandflexibility.Finally,throughthesimulationplatforman