Odwzorowanie Poincaré w analizie stabilności robotów skaczących

• Autorzy: Parulski P. , Michalski M. , Kozłowski K.

Warianty tytułu

EN

Using the Poincaré maps to determine the stability of a hopping robot

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiona została metoda wykorzystania odwzorowania Poincaré do analizy stabilności robota skaczącego. Model robota typu SLIP jest dobrym narzędziem do rozpatrywania i analizy bardziej złożonych modeli robotów kroczących bądź skaczących, jak również jest bardzo dobrym narzędziem do projektowania i analizy praw sterowania dla robotów biegających. Wykazano stabilność rozważanego modelu przy wykorzystaniu analizy cykli granicznych oraz odwzorowania Poincaré.

EN

The paper presents the Poincaré mapping method as a tool for analysis of the stability of a jumping robot. SLIP-type robot model is a good tool to examine and analyze more complex models like walking or hopping robots, as well as being a useful tool for designing and analysis of control laws for them. It has been proved the stability of the presented model by using the limit cycle analysis and Poincaré mapping.

Słowa kluczowe

PL

robotyka; robot skaczący; odwzorowanie Poincaré; stabilność robota

EN

robotics; hopping robot; Poincaré mapping method; stability of robot

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Elektronika
• Rocznik: 2010
• Tom: z. 175, t. 2
• Strony: 435--446
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Parulski P.

autor

Michalski M.

autor

Kozłowski K.

• Politechnika Poznańska, Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów,

Bibliografia

• [1] M.M. Ankarali, O. Arslan, U. Saranli. An analytical solution to the stance dynamics of passive spring-loaded inverted pendulum with damping. In: Mobile Robotics - Solutions and Challenges. Proceedings. CLAWAR, World Scientific Publishing Company, 2009, s. 693-700.
• [2] J. Awrejcewicz. Tajemnice nieliniowej dynamiki. Wydawnictwo Politechniki Łódzkiej 1997.
• [3] B. Brown, G. Zeglin. Bow leg hopping robot. 1998, wolumen 1, s. 781-786.
• [4] S. G. Carver, N. J. Cowan, J. M. Guckenheimer. Lateral stability of the spring-mass hopper suggests a two-step control strategy for running. Chaos, 2009, wolumen 19, numer 2.
• [5] G. Dalleau et al. The spring-mass model and the energy cost of treadmill running. European Journal of applied physiology and occupational physiology, 1998, wolumen 77, numer 3, s. 257-263.
• [6] Z. Fortuna, B. Macukow, J. Wąsowski. Metody numeryczne. Warszawa, Wydawnictwa Naukowo Techniczne 2005.
• [7] J. Guckenheimer, P. Holmes. Nonlinear Oscillatiom, Dynamical Systems, and Bifurcations of Vector Fields, wolumen 42 serii Applied Mathematical Sciences. Springer 1983.
• [8] R. C. Hilborn. Chaos and Nonlinear Dynamics: An Introduction for Scientists and Engineers. Oxford University Press, USA 2000.
• [9] C. S. Hsu. Cell-To-Cell Mapping: A Method of Global Analysis for Nonlinear Systems. Springer New York 1987.
• [10] H. K. Khalil. Nonlinear Systems. Prentice Hall 1996.
• [11] Daniel E. Koditschek, Martin Buhler. Analysis of a simplified hopping robot. International Journal of Robotics Research, 1991, wolumen 10, numer 6, s. 587-605.
• [12] P. Liljebäck et al. Stability analysis of snake robot locomotion based on poincare maps. In: IROS'09: Proceedings of the 2009 IEEE/RSJ international conference on Intelligent robots and systems. Proceedings, Piscataway, NJ, USA, IEEE Press, 2009, s. 3623-3630.
• [13] M. Michalski, M. Kowalski. Sterowanie robotem skaczącym. Raport instytutowy, Politechnika Poznańska, Katedra Sterowania i Inżynierii Systemów, 2010. www.control.put.poznan.pl.
• [14] I. Poulakakis, J. A. Smith, M. Buehler. Experimentally validated bounding models for the scout ii quadrupedal robot. 2004, wolumen 2004, s. 2595-2600.
• [15] Marc H. Raibert. Legged robots. Communications of the ACM, 1986, wolumen 29, numer 6, s. 499-514.
• [16] A. Sato, M. Buehler. A planar hopping robot with one actuator: Design, simulation, and experimental results. 2004, wolumen 4, s. 3540-3545.
• [17] A. Seyfarth, H. Geyer, H. Herr. Swing-leg retraction: A simple control model for stable running. Journal of Experimental Biology, 2003, wolumen 206, numer 15, s. 2547-2555.
• [18] A. F. Vakakis, J. W. Burdick. Chaotic motions in the dynamics of a hopping robot. 1990, s. 1464-1469.
• [19] E. Westervelt et al. Feedback Control of Dynamic Bipedal Robot Locomotion. Automation and Control Engineering. CRC Press 2007.
• [20] Z. G. Zhang, Y. Fukuoka, H. Kimura. Stable quadrupedal running based on a spring-loaded two-segment legged model. 2004, wolumen 2004, s. 2601-2606.