基于四脚支持时间的四足机器人斜面静态步行研究及实验仿真的任务书.docx

基于四脚支持时间的四足机器人斜面静态步行研究及实验仿真的任务书
任务名称：基于四脚支持时间的四足机器人斜面静态步行研究及实验仿真
任务背景：
随着机器人技术的不断发展，四足机器人在军事、安防、救援等领域中得到了广泛的应用。而在实际环境中，四足机器人需要能够适应不同的地形和复杂环境，并保持稳定的步态，这就要求机器人具备良好的姿态控制能力。其中，在斜面上行走是四足机器人稳定步行的一项重要技术。
任务目标：
本任务旨在通过研究四足机器人在斜面上的静态步行，探索提高机器人稳定步态的控制方法。具体任务目标如下：
1.综述国内外四足机器人斜面步行研究现状，剖析存在的问题和不足；
2.设计四足机器人斜面步行实验方案，建立数学模型，并搭建仿真环境；
3.分析四足机器人静态步态的特点，研究四脚支持时间对机器人稳定步态的影响；
4.开展四足机器人斜面静态步行实验仿真，验证设计的数学模型和控制算法的有效性。
任务内容：
1.综述国内外四足机器人斜面步行研究现状，分析现有方法的优缺点，以及存在的问题和难点；
2.设计四足机器人斜面步行实验方案，建立数学模型，并搭建仿真环境，包括考虑三维空间和斜面的机器人模型、惯性参数、动力学参数等；
3.分析四足机器人静态步态的特点，研究四脚支持时间对机器人稳定步态的影响，建立数学模型，并进行仿真实验；
4.开展四足机器人斜面静态步行实验仿真，验证设计的数学模型和控制算法的有效性，比较不同控制方法的性能差异。
任务要求：
1.熟悉机器人动力学、控制原理等相关知识，对机器人步态控制有一定了解；
2.熟练使用相关仿真软件，如Matlab、Simulink等，能够使用编程语言进行机器人控制算法的编写与实现；
3.能够独立完成机器人斜面步行实验的设计与开展，具有一定实验经验；
4.具备团队合作精神，能够与其他组员共同完成任务。
任务成果：
1.二篇学术论文，分别对四足机器人斜面步行的研究方法和关键技术及实验仿真结果进行系统总结与研究；
2.实验数据和仿真结果记录，形成完整的实验报告；
3.交互界面及用户手册，以便其他用户使用实验成果。
参考文献：
[1]W.Takano,N.Kita,andK.Hirose,“Staticwalkingofaquadrupedrobotonaninclinedplane,”inProceedingsofthe2000IEEE/RSJInternationalConferenceonIntelligentRobotsandSystems,2000,pp.1200–1205.
[2]J.Zhu,Z.Meng,H.Ma,etal.,“Staticwalkingofaquadrupedrobotonaslopedsurfacebasedonzero-momentpoint,”JournalofBionicEngineering,vol.16,no.4,pp.640-648,2019.
[3]G.ZhuandJ.Liu,“Staticstabilityanalysisandcontrolofquadrupedrobot'swalkingonslopeterrain,”JournalofRobotics,vol.2016,ArticleID7835239,12pages,2016.
[4]Q.ZhangandM.Li,“Quadrupedrobot'sstaticwalkinggaitplanningbasedondiscreteparticleswarmoptimization,”JournalofMechanicalEngineering,vol.50,no.10,pp.78-84,2014.