四足仿生机器人液压驱动单元轨迹灵敏度分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第49卷第14期机械工程学报Vol。49NO．142013年7月JOURNALOFMECHANICALENGINEERINGJu1．20l3DoI：l0．3901／JME．2013．14．170四足仿生机器人液压驱动单元轨迹灵敏度分析水孔祥东，2俞滨权凌霄，2巴凯先(1．燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室秦皇岛066004；2．先进锻压成形技术与科学教育部重点实验室(燕山大学)秦皇岛066004；3．燕山大学机械工程学院秦皇岛066004)摘要：建立四足仿生机器人液压驱动单元数学模型，给出可描述液压驱动单元动态特性的时域和频

2、域表达式，通过特定工况下液压驱动单元位移阶跃响应的仿真曲线与试验曲线对比，验证数学模型在该工况下的准确性。基于液压驱动单元状态方程，建立液压驱动单元轨迹灵敏度模型，通过求解液压驱动单元的位移阶跃响应对应其结构参数、工作参数及PID控制器增益的灵敏度函数曲线，研究液压驱动单元参数对其输出特性的影响，并以参数变化引起输出变化百分比为衡量指标，分析各参数变化对输出特性影响程度的大小，从而给出影响其稳态特性和动态特性的主要影响参数和次要影响参数，上述分析结论为四足仿生机器人液压驱动单元结构改进设计和控制器参数优化奠定理论基础。关键词：四足仿生机器人液压驱动单元轨迹灵敏度分析Mat

3、lab中图分类号：TH137TrajectorySensitivityAnalysisofHydraulicDriveUnitofQuadrupedBionicRobotKONGXiangdong’YUBinQUANLingxiao’BAKaixian(1．HebeiProvincialKeyLaboratoryofHeavyMachineryFluidPowerTransmissionandControl，YanshanUniversity,Qinhuangdao066004；2．KeyLaboratoryofAdvancedForging&StampingTechno

4、logyandScience(YanshanUniversity)，MinistryofEducationofChina，Qinhuangdao066004；3．SchoolofMechanicalEngineering，YanshanUniversity,Qinhuangdao066004)Abstract：Themathematicmodelofhydraulicdriveunitofquadrupedbionicrobotisfounded．Timeandfrequencydomainequationsareshowntodescribethedynamicchar

5、acteristicsofhydraulicdriveunit．Theaccuracyofmathematicmodelisprovedbycomparingmodelcurveandexperimentalcurveinspecificconditions．Basedonthestateequationsofhydraulicdriveunit，thetrajectorysensitivityequationsarederived．Bysolvingthestepresponsedisplacementofhydraulicdriveunitofthesensitivi

6、tyfunctioncurvescorrespondingtoitsstructuralparameters，operatingparametersandPIDcontrollergains，theimpactonoutputcharacteristicsisresearched．Theinfluencedegreeofeachparametervariationisanalyzedbypercentagechangeofstepresponsedisplacement．Thenthemainfactorsandsecondaryfactorswhichafectthed

7、ynamiccharacteristicsaregiven．AI1theresearchabovecanprovidetheoreticalbasisforstructureoptimizationdesignandoptimalcontrolofhydraulicdriveunit．Keywords：QuadrupedbionicrobotHydraulicdriveunitTrajectorysensitivityanalysisMatlab比高、承载能力大、响应快等优点，可应用于外星0前言探测、战场运输、塌陷煤矿搜救等领