Kävelevän robottimallin kehittäminen sekä sen datapohjainen mallitus ja säätö

Thumbnail Image

URL

Journal Title

Journal ISSN

Volume Title

Helsinki University of Technology | Master's thesis
Checking the digitized thesis and permission for publishing
Instructions for the author
Location:
P1 Ark S80

Authors

Date

2004

Department

Sähkö- ja tietoliikennetekniikan osasto

Major/Subject

Systeemitekniikka

Mcode

AS-74

Degree programme

Language

fi

Pages

72

Series

Abstract

Kävelevien robottien ohjaus on haastava monimuuttujamenetelmiä vaativa säätöongelma. Tässä työssä käsitellään kaksijalkaisen kävelevän robotin mallinnusta ja säätöä. Aluksi robottimallin dynamiikkayhtälöt johdetaan Lagrange-mekaniikalla ja kehitetään Matlab/Simulink-ympäristöön simulointityökalu mallin simuloimiseksi. Malli saadaan kävelemään ohjaamalla sitä erillisillä PD-säätimillä jatkuvasti päivitettävien referenssisignaalien mukaisesti. PD-ohjatusta kävelystä kerätyn systeemin syöte- ja vastedatan perusteella mallitetaan datapohjaisesti kävelyn käänteinen dynamiikka, eli kuvaus systeemin tiloilta ohjauksille. Käytettävänä mallirakenteena on klusteroitu regressio, jossa kokonaismalli koostuu lokaaleista pääkomponenttiregressiomalleista. Muodostettua mallia sovelletaan robottimallin ohjaamiseen siten, että kävelijän tilaa vastaava regressiomallin ohjausestimaatti kytketään suoraan kävelijän ohjaukseksi. Työssä havaitaan, että klusteroidulla regressiomallilla pystytään toistamaan PD-ohjattu kävely lähes muuttumattomana. Toisaalta ohjaus osoittautuu melko herkäksi poikkeamille, jotka ajavat systeemiä pois opitun käyttäytymisen alueelta, eikä toiminnan datapohjaista optimointia voida toteuttaa.

Description

Supervisor

Hyötyniemi, Heikki

Keywords

biped, kaksijalkainen, walking, kävely, robot, robotti, data-based modeling, datapohjainen mallitus, clustered regression, klusteroitu regressio, principal component regression, pääkomponenttiregressio, Lagrangian mechanics, Lagrange-mekaniikka

Other note

Citation

Permanent link to this item

https://urn.fi/URN:NBN:fi:aalto-2020120450367

Collections

[dipl] Teknillinen korkeakoulu / TKK