54、有腿机器人的预定义时间外力估计与着陆缓冲移动机构分析

有腿机器人的预定义时间外力估计与着陆缓冲移动机构分析

在机器人技术领域，有腿机器人的外力估计以及着陆缓冲移动机构的设计都是重要的研究方向。下面我们将分别探讨有腿机器人预定义时间外力估计的相关内容，以及带有偏心负载的着陆缓冲移动机构的设计与分析。

有腿机器人的预定义时间外力估计

在有腿机器人的研究中，外力估计是一个关键问题，它对于机器人的稳定运动和环境适应能力至关重要。研究人员提出了多种用于外力估计的观测器，包括 FO 观测器、SOSM 观测器、HGO 观测器和 PTO 观测器。

• 观测器对比

  • 单腿外力估计对比 ：通过实验对这四种观测器在单腿外力估计中的性能进行了比较。在无测量噪声的情况下，如图 2 所示，展示了四种观测器的性能对比。而在存在测量噪声（噪声 ϵ ∼N(0, 0.1)）的情况下，如图 3 所示，再次进行对比。结果表明，HGO 和 PTO 对测量噪声不太敏感。特别是提出的 PTO 观测器，如图 2.d 所示，它能在预定义时间 Ts = 0.1s 之前收敛，实际稳定时间 t = 0.02 s < Ts。
  • 地面反作用力估计对比 ：在 Unitree A1 机器人的力估计实验中，实现了一个 MPC 控制器，使四足机器人在 Gazebo 中实现对角小跑步态。将四种观测器的参数设置与之前单腿实验相同，对它们估计地面反作用力的性能进行比较，如图 4 所示。结果显示，在四种观测器中，HGO 和 PTO 具有更快的响应速度，并且 PTO 具有更好的跟踪性能。
  </