1.仿人跑步機器人穩定性

在起跳級階段，由于機器人一只腳著地，根據D’Alembert原理推出，機器人的ZMP必須位于支撐腳底和地面接觸面內，在飛行階段，機器人雙腳離地，為了不使機器人，在空中翻轉，必須是機器人在支撐腳離開地面時，身體各個部分的對機器人整體質心的動量矩之和為零或接近零。（詳細參考黃強的分析）

2.機器人落地沖擊地面問題

根據目前對碰撞問題的研究，假定碰撞作用時間很短，且碰撞力很大，此時的慣性力等都可以忽略不計；腳底與地面的碰撞時非彈性碰撞，由此得出在碰撞現象發生瞬間,機器人支撐腿各個關節的角速度會發生不連續的變化,但它們角位移變化連續,然后根據拉格朗日動力學方程,便可以推出沖擊作用前后機器人相關廣義速度變化公式。

機器人與地面碰撞的緩沖：a.在腳底加橡膠墊減震，b.或使用彈性腿部結構，c.利用電機的反向力矩控制

3.仿人跑步機器人控制

3.1離線規劃加在線控制方法

即各關節采用PID閉環控制，主控制向各關節控制器發送對應的位置，實現解耦和分布式控制策略。其缺點是當環境變化時，他只能對參考軌跡進行少量的修改

3.2集成運動控制方法

即基于動力學濾波器的概念，在機器人滿足動力學約束的調價下，實時產生機器人的下一個運動周期各個關節的軌跡，以便使機器人在平衡環境對它所施加的力和力矩。

3.3分解動量控制方法

即根據機器人在跑步時,其各部分對于整體質心的動量和動量矩滿足一定的條件而實施控制的。當機器人實現三維跑步動作時,對其質心的動量和動量矩共六個分量(即動量和動量矩分別沿X，Y，Z軸各有三個分量),首先推導動量!動量矩和身體每個關節的關系式,然后確定在跑步時所需要的參考動量和動量矩,就可以根據推導出的關系式得到機器人各個關節的軌跡,進而對機器人的跑步動作進行控制。

3.4基于反饋線性化技術（計算力矩）的控制方法

控制方法對機器人的拉格朗日動力學方程進行線性化，根據一定的跑步步態參數和各個關節軌跡，通過線性化的動力學方程可以顯式求解出各個關節需要的控制力矩。

由于機器人的動力學方程是高非線性!高禍合的模型,在采用線性化技術后，就可以采用線性PD控制策略來對機器人進行控制。這個方法的優點是利用了非線性動態模型得到漸進

穩定的閉環控制器。和第一種控制器比較，這些控制器既不是分布的也不是解耦的。

4.機器人運動學分析

D一H齊次矩陣變換法，通過引入D一H變換規則構造相鄰坐標系間的齊次變換矩陣,然后從第一個桿件依次遞推,即可得到機器人各個桿件的運動學量。對于逆運動學
分析，主要根據機器人質心軌跡、雙腳軌跡和雙臂軌跡等己知量，通過坐標轉換矩陣和運動學約束，建立一組非線性方程組，然后采用牛頓一拉斐遜(Newton一Raphson)數值

迭代算法,求出機器人各關節運動學參數的數值解。這種方法的優點是:在分析逆運動學時,可以方便地根據機器人質心實際位置求得各關節運動學參數,并考慮到機器人實際質心不

固定于髖關節處,提高跑步步態規劃精度。

總結

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