双足跑步机器人混杂周期轨道稳定性与时不变控制策略研究

内容：1)以仿人机器人双足跑步过程为研究对象，揭示该过程由4个子系统组成的混杂系统特性，以及其非光滑动力学特点，建立一般意义的双足跑步混杂系统数学模型。2)从混杂周期轨道的角度，应用庞加莱映射(Poincarémap)研究双足跑步机器人的稳定性，并给出严格的稳定性一般数学定义和判据。3)根据新的稳定性理论，设计跑步运动的定常步态约束和时不变控制策略，并给出运动控制的稳定性证明。4)建立跑步混杂系统的仿真和实验平台，进行理论方法验证，并深入分析复杂步行运动的分岔和混沌现象。.意义：步行运动稳定性是仿人机器人的核心理论问题，其长期沿用的零力矩点（ZMP）双足运动稳定性理论，仅反映支撑足与地面的约束特性，缺乏对全局动态稳定性的描述和判据，故难以揭示大步幅动态跑步等人类复杂双足运动过程的规律，因此随着仿人机器人技术与应用的重大进展，此问题已成为其发展的重大理论制约和具有原创性的研究课题。