小型双足步行机器人动力学分析和行走控制的开题报告题目：小型双足步行机器人动力学分析和行走控制一、研究背景随着科技的不断发展，机器人技术被越来越广泛地应用到日常生活和生产中，尤其是在工业自动化、物流配送、医疗康复等领域。而双足步行机器人因其更接近人类的行走方式，可以完成更复杂的任务，因此越来越受到研究者的关注。然而，小型双足步行机器人在行走中存在很多问题，如稳定性差、容易倾倒等。为了解决这些问题，需要进行动力学分析和行走控制的研究。二、研究目的本研究旨在对小型双足步行机器人进行动力学分析和行走控制研究，包括以下目标：1.建立小型双足步行机器人动力学模型，分析其稳定性和动态特性；2.设计行走控制算法，对小型双足步行机器人进行控制，提高其稳定性和鲁棒性；3.通过仿真和实验验证行走控制算法的有效性，并对控制算法进行优化和改进。三、研究内容1.建立小型双足步行机器人动力学模型双足步行机器人的动力学模型可分为连杆模型和质点模型两种。本研究将采用连杆模型，考虑机器人的结构特点和动态特性，建立小型双足步行机器人的动力学模型。2.设计行走控制算法本研究将研究小型双足步行机器人的步态规划和控制算法，设计能够保证机器人稳定行走的控制器，提高机器人的鲁棒性和自适应性。3.仿真和实验验证算法的有效性通过Matlab/Simulink等仿真平台对控制算法进行仿真验证，同时设计实验系统进行实验验证，获得实验数据并对数据进行分析和处理，验证控制算法的有效性，为算法的优化和改进提供依据。四、研究意义本研究的意义在于：1.提高小型双足步行机器人的稳定性和鲁棒性，在工业自动化、生活服务、医疗康复等领域得到更加广泛的应用；2.丰富步态规划和控制算法的理论体系，推动双足步行机器人技术的发展；3.为未来机器人研究提供可借鉴的参考和指导。五、研究方法本研究主要采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的方法：1.理论分析：建立小型双足步行机器人的动力学模型，分析其稳定性和动态特性，并设计行走控制算法；2.数值仿真：通过Matlab/Simulink等仿真平台对控制算法进行仿真验证，分析算法的优缺点；3.实验验证：设计实验系统进行实验验证，获得实验数据并对数据进行分析和处理，验证控制算法的有效性，为算法的优化和改进提供依据。六、预期成果1.小型双足步行机器人动力学模型的建立与稳定性分析；2.行走控制算法的设计与仿真验证；3.实验系统的设计与实验数据的分析与处理；4.控制算法的优化和改进，并发表相关论文。七、研究进度安排时间节点：1.确定研究题目和研究内容，撰写开题报告，明确研究目标和研究方法（1周）；2.了解双足步行机器人的发展历程和研究现状，阅读相关文献，确定小型双足步行机器人动力学模型（2周）；3.设计小型双足步行机器人的行走控制算法，并进行理论分析（2周）；4.通过Matlab/Simulink等仿真平台对控制算法进行仿真验证，并分析仿真结果（3周）；5.设计实验系统进行实验验证，并获得实验数据（6周）；6.对实验数据进行分析和处理，验证控制算法的有效性，进一步优化和改进算法（4周）；7.撰写论文、撰写毕业论文并进行答辩（6周）。八、参考文献1.AyanoS.,HiranoY.,Controlarchitectureforahumanoidrobottopickandplacevariousobjectswithvaryingshapeandweight.IntelligentRobotsandSystems,2019;2.ArsenyanJ.,AslanyanH.,Designandsimulationofbipedrobot“Saba”basedoninvertedpendulummodel.InternationalJournalofAdvancedRoboticSystems,2017;3.HuangY.,WangJ.,Controlandmechanicsofhumanoidrobots.ActaAutomaticaSinica,2015;4.LiuY.,LiuJ.,WangX.,Astudyongaitplanningandstabilitycontrolofabipedrobot.ChineseJournalofMechanicalEngineering,2019;5.ZhaoL.,LiY.,Designofabipedrobotcontrollerbasedonneuro-evolutionalgorithm.InternationalConferenceonControl,AutomationandRobotics,2017.