基于机器学习的六足机器人波动步态自由切换控制研究

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1、硕士学位论文论文题目：基于机器学习的六足机器人波动步态自由切换控制研究作者姓名周礼广指导教师欧林林、禹鑫燚学科专业控制工程培养类别全日制专业学位硕士所在学院信息工程学院提交日期2016年10月18日浙江工业大学硕士学位论文基于机器学习的六足机器人波动步态自由切换控制研究作者姓名：周礼广指导教师：欧林林教授禹鑫燚讲师浙江工业大学信息工程学院2016年10月DissertationSubmittedtoZhejiangUniversityofTechnologyfortheDegreeofMasterRESEARCHONFREETRANSITIONCONTROLOFHEXAPOD

2、ROBOTWAVEGAITBASEDONMACHINELEARNINGCandidate:ZhouLiguangAdvisor:Prof.OuLinlinLecturerYuXinyiCollegeofInformationEngineeringZhejiangUniversityofTechnologyOct2016浙江工业大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所提交的学位论文是本人在导师的指导下，独立进行研充工作所取得的研巧成果，本论文不包含其他个人或。除文中己经加标注引用的内容外集体己经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得浙江工业大学或其它教育机构的学

3、位证书而使用过的材料。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中＾？。承担本声明的法律责任＾＾明确方式标明本人。１１作者签名：讀３Ｔ曰期；＞＾＾＾／文月曰１苗＾学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权浙江工业大学可将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检、。索，可采用影印缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于一１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、保密□。，在Ｈ年解密后适用

4、本授权书３、不保密＂＂（请在上相应方框内打Ｖ）作者签名日期：月日＾导师签名；（＾７；：日期巧〇／《年？１月日＾＾＾＇｜＾浙江工业大学硕士学位论文基于机器学习的六足机器人波动步态自由切换控制研究摘要六足机器人以其稳定的行走特性被应用于各种非结构作业环境中从而替代人类活动。为了使多足机器人适应各种非结构作业环境，步态切换及其稳定性问题成为研究热点与难点。本文以六足机器人为研究对象，开展六足机器人波动步态的稳定裕度及基于机器学习的步态切换控制方法进行研究，并通过仿真和实物实验对设计的步态切换方法进行验证。本文根据不同的占地系数得到四种波动步态时序图。并分别对每种

5、时序图进行分析，得出相应的数学描述形式，通过求解系统的实时稳定裕度，确定机器人系统的运动空间。通过离散化处理单腿落足点位置，结合给定相应足端位置状态约束条件，即生成下一状态单腿落足点算法，选择步态切换过程层数少的、稳定裕度高的状态作为最优状态，通过强化学习算法学习出中间各状态每条腿的位置，对步态切换过程进行分析和研究。在学习算法得到切换过程的基础上，通过对机器人单腿与系统的运动学分析，腿部增加约束条件，得到六足机器人的腿部运动学模型和解算结果，并以此基础上对足端位置进行轨迹规划。结合PRO/E和ADAMS平台搭建仿真环境，对占地系数为1/2、2/3、5/6的基于增强学习算法的

6、波动步态相互切换的六足机器人行走过程进行仿真，验证设计的波动步态切换控制方法的可行性和有效性。最后在六足机器人实物平台上实现所设计基于增强学习的波动步态自由切换控制方法，并进行机器人不同占地系统之间波动步态切换行走实验，结果表明，所设计的基于增强学习的波动步态切换方法能够实现步态的有效切换，并且能够确保切换过程中机器人的稳定性。关键词：六足机器人，步态切换，稳定性，机器学习i浙江工业大学硕士学位论文RESEARCHONFREETRANSITIONCONTROLOFHEXAPODROBOTWAVEGAITBASEDONMACHINELEARNINGABSTRACTHexapod

7、robotisappliedtovariousunstructuredoperatingenvironmentswithitsstablewalkingcharacteristics,whichcanreplacehumanactivities.Inordertomakethemulti-leggedrobotadapttovariousnon-structuraloperatingenvironment,theproblemofgaittransitionanditsstabilityhasbecom