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简介

传统控制优势

  1. 控制机理明晰

  2. 调整参数后重新实现控制算法的时间短

  3. 略去了训练过程,算力需求低

人形机器人控制框架

在控制人形机器人时,我们可以将机器人的控制,由外环向内环,可以分为如下几个模块。

  1. 外部接触控制
  • 支撑腿:模型预测控制MPC
  • 摆动腿:固定参考轨迹
  1. 内部多关节协同
  • 全身动力学(WBC)
  1. 关节跟踪与感知
  • 运动学、动力学解算(使用pinocchio库)
  • 全身状态观测器
  • PVT关节指令跟踪

注:PVT运动说明

(1)PVT运动:在一段时间内驱动电机运动设置的距离,带速度规划,可以指定结束速度,小段内速度会自动根据前面的速度与结束速度来自动规划,尽可能连续。一般是PC每个周期计算好对应的坐标,然后传给控制器。

(2)PVT算法:在用户定义的“位置/速度/时间”点之间,PVT算法计算出合适的Jerk参数(加加速度,非恒定加速度)。这个算法保证轨迹计算符合每个已知点的位置、速度和时间。

(3)PVT模式算法适用的场景:PVT算法对于平滑轨迹和轨迹跟踪非常有效。位置轨迹点可以间隔很近,也可以间隔很大

MPC+WBC

目前常见算法为 MPC + WBC

MPC全称是model predictive control,WBC全称是whole body control

其中MPC用于增强全局性与长期规划能力,提升动态稳定性,提高复杂地形的适应性

WBC协调机器人多自由度的全身运动,实现在多任务和复杂约束条件下完成控制