双足机器人行走步态规划及ZMP稳定性优化的研究的开题报告.docx

双足机器人行走步态规划及ZMP稳定性优化的研究的开题报告
一、选题背景和意义
随着科技的发展，双足机器人在日常生活、工业生产、救援、医疗等领域发挥着重要作用。在双足机器人的应用中，步态规划和稳定性优化是非常重要的问题。双足机器人的步态规划需要考虑到机器人的稳定性、移动效率和步长等，而稳定性是双足机器人保持平衡并避免跌倒的关键问题。因此，双足机器人的步态规划和稳定性优化问题是该领域的一个非常重要的研究方向。
二、研究内容和目标
本研究的主要内容是基于机器人步态理论和ZMP稳定性理论，研究双足机器人在不同的行走情境下的步态规划及稳定性优化问题。我们将基于以往的研究成果，研究机器人的行走步态，结合机器人的动力学模型，设计机器人的步行控制器，从而使机器人在行走时保持平衡，避免跌倒。我们还将从平衡控制和ZMP稳定性优化角度出发，对机器人的稳定性进行分析和优化。
三、研究方法和步骤
本研究将采用如下方法：
1.文献研究法：通过文献阅读和调研，了解双足机器人的步态规划和稳定性优化的研究现状及发展趋势。
2.理论研究法：通过对机器人步态控制原理、动力学模型、稳定性原理及ZMP稳定性优化理论的研究,建立起数学模型和理论基础。
3.编程仿真法：采用机器人仿真平台进行仿真实验研究，验证所设计的步态规划和稳定性优化方法的有效性。
四、研究预期结果
通过对机器人的步态规划和稳定性优化的研究，我们预期能够实现如下结果：
1.设计出一种适用于不同行走场合的双足机器人行走步态规划方法。
2.基于ZMP稳定性理论设计出一种稳定性优化方法，该方法可以大大提高机器人的稳定性，从而保证机器人在行走过程中不会发生跌倒等意外情况。
3.通过仿真实验验证所设计的步态规划和稳定性优化方法的有效性。
五、论文结构和进度安排
本研究将按照如下结构组织论文内容：
第一章绪论
第二章相关理论和研究现状
第三章双足机器人行走步态规划
第四章双足机器人的稳定性分析和优化
第五章仿真实验
第六章结论
预计完成时间：2021年11月-2022年6月
附：参考文献
[1]KajitaS,ImaiY,KanekoK.Studyondynamicwalkingofbipedhumanoidrobot—ZMP-basedtrajectorygeneration,Proceedings—IEEEInternationalConferenceonRoboticsandAutomation,ICRA.(Vol.1.No.3.)
[2]MorisawaM.Bipedwalkingrobotbasedondynamicgaitstability,Proceedingsofthe30thAnnualConferenceoftheIEEEIndustrialElectronicsSociety.
[3]WangY,SaitoH.Gaitgenerationandcontrolforhumanoidrobots:Areview,RoboticsandAutonomousSystems.(Vol.120.)
[4]ZhangT,ChandrasekaranB,AiyappanS.Stateoftheartreviewforhumanoidrobotwalkstabilitycriterion,Proceedingsofthe7thInternationalConferenceonAdvancesinComputingandCommunications.