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RÉSUMÉ
La locomotion des robots humanoïdes est essentielle pour le développement de nouveaux systèmes de transport. Elle doit satisfaire des contraintes de moindre consommation d’énergie afin d’accroître l’autonomie énergétique, et de respect des conditions de contact unilatéral. Il faut aussi assurer la stabilité orbitale de la marche malgré les perturbations telles que les incertitudes de modèle, les irrégularités du sol, ou les interactions avec l’environnement. Pour rejeter ces perturbations, nous considérons des stratégies de commande qui sont associées à la définition des mouvements de référence. Quelques stratégies de commande de base et des éléments d’analyse de la stabilité orbitale d’une marche cyclique de robots bipèdes planaires et 3D sont présentés dans cet article.
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The locomotion of humanoid robots is essential for the development of new transport systems. It has to satisfy constraints of lower energy consumption to increase energy autonomy and meet the conditions of unilateral contact. It also has to ensure the orbital stability of walking despite disturbances such as model uncertainty, unstructured ground, or interactions with the environment. To eliminate these disturbances, we consider control strategies associated with the definition of reference movements. This article presents some basic control strategies and analysis tools for the orbital stability of a cyclic planar and 3D bipedal robot walk.
Auteur(s)
-
Gabriel ABBA : Professeur des universités à l’Université de Lorraine - Laboratoire de conception fabrication commande - (LCFC, EA 4495)
-
Yannick AOUSTIN : Professeur des universités à l’Université de Nantes - Institut de recherche en communication et cybernétique de Nantes - (IRCCyN, UMR CNRS 6597)
INTRODUCTION
La locomotion des robots humanoïdes est essentielle pour le développement de nouveaux systèmes de transport. Elle doit satisfaire des contraintes de moindre consommation d’énergie afin d’accroître l’autonomie énergétique, et de respect des conditions de contact unilatéral. Il faut aussi assurer la stabilité orbitale de la marche malgré les perturbations telles que les incertitudes de modèle, les irrégularités du sol, ou les interactions avec l’environnement. Pour rejeter ces perturbations, nous considérons des stratégies de commande qui sont associées à la définition des mouvements de référence. Quelques stratégies de commande de base et des éléments d’analyse de la stabilité orbitale d’une marche cyclique de robots bipèdes planaires et 3D sont présentés dans cet article.
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KEYWORDS
Mobil robotics | Monitoring | Locomotion | virtual constraints | Walking gait
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Robots humanoïdes (3D) : stabilité et analyse de Poincaré
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4. Robots planaires sous-actionnés et complètement actionnés
Zéros dynamiques hybrides des systèmes hybrides
La notion de l’équation de la dynamique des zéros est présentée par Byrnes and Isidori . Cette équation caractérise les dynamiques internes du système lorsque la commande maintient les sorties à zéro telles que :
Pour le robot bipède étudié à la section 4.1 l’équation de la dynamique des zéros est définie par l’équation (26). Lorsque le système est soumis à des événements impulsionnels comme des impacts, ceux-ci sont modélisés par une équation algébrique x+ = Δx–. La notion Hybrid Zero Dynamic (HZD) a été introduite par pour les systèmes dont le comportement est défini par l’équation dynamique associée à ce modèle d’impact.
4.1 Commande d’un robot cinq corps planaire sous-actionné
Considérons le robot cinq corps planaire qui est représenté sur la figure 7. Le robot possède quatre articulations motorisées placées aux points O 2 à O 5 et une articulation passive au point O 1 (l’extrémité de la jambe...
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Robots planaires sous-actionnés et complètement actionnés
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - AOUSTIN (Y.), FORMAL’SKII (A.) - Control design for a biped : reference trajectory based on driven angles as functions of the undriven angle. - Int. J. of Computer and Systems Sciences 42, 4, 159-176 (2003).
-
(2) - AOUSTIN (Y.), FORMAL’SKII (A.M.) - Design of reference trajectory to stabilize desired nominal cyclic gait of a biped. - In Proc. of the International Workshop on Robot Motion and Control, ROMOCO’99, pp. 159-164 (1999).
-
(3) - AOUSTIN (Y.), FORMAL’SKY (A.M.) - On optimal swinging of the biped arms. - In Proc. IEEE Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems IROS (Nice, France, 2008), pp. 2922-2927.
-
(4) - ARTEMIADIS (P.), KREBS (H.I.) - On the interlimb coordination and synchronization during gait. - In Proceedings of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (2011), pp. 1571-1574, DOI : 10.1109/IEMBS.2011.6090457.
-
(5) - BELETSKY (V.) - Dynamics of bipedal walking. - Izv. AN SSSR, MTT 3 : 3-14 (in Russian) (1975).
- ...
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