改良式三節式機器人(一)站立及躺下控制設計

以作者查詢圖書館館藏

、以作者查詢臺灣博碩士

、以作者查詢全國書目

、勘誤回報

、線上人數：28

、訪客IP：3.140.195.190

姓名

陳威豪(Wei-Hao Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

改良式三節式機器人(一)站立及躺下控制設計

相關論文

★ 直接甲醇燃料電池混合供電系統之控制研究	★ 利用折射率檢測法在水耕植物之水質檢測研究
★ DSP主控之模型車自動導控系統	★ 旋轉式倒單擺動作控制之再設計
★ 高速公路上下匝道燈號之模糊控制決策	★ 模糊集合之模糊度探討
★ 雙質量彈簧連結系統運動控制性能之再改良	★ 桌上曲棍球之影像視覺系統
★ 桌上曲棍球之機器人攻防控制	★ 模型直昇機姿態控制
★ 模糊控制系統的穩定性分析及設計	★ 門禁監控即時辨識系統
★ 桌上曲棍球：人與機械手對打	★ 麻將牌辨識系統
★ 相關誤差神經網路之應用於輻射量測植被和土壤含水量	★ 三節式機器人之站立控制

檔案

[Endnote RIS 格式]

[Bibtex 格式]

[相關文章]

[文章引用]

[完整記錄]

[館藏目錄]

[檢視]

[下載]

本電子論文使用權限為同意立即開放。
已達開放權限電子全文僅授權使用者為學術研究之目的，進行個人非營利性質之檢索、閱讀、列印。
請遵守中華民國著作權法之相關規定，切勿任意重製、散佈、改作、轉貼、播送，以免觸法。

摘要(中)

本論文是將模糊控制理論應用於改良式三節式機器人之姿態控制上。有二個關節各由一個直流馬達帶動其動作，在機器人頭部位置另有一直流馬達作為平面運動及站立與上下階梯時的輔助動作，並以PC來實現其控制目的，完成站立、躺下與上下階台等動作。本機器人之製作及控制由兩位同學合作完成，分別以改良式三節式機器人之站立及躺下控制設計與改良式三節式機器人之上下階台控制設計二本論文呈現。本論文主要探討改良式三節式機器人如何在不同的傾斜地面上保持平衡、站立及躺下等動作。在硬體方面，透過機器人底部所裝設的傾斜感測器、馬達後端裝置的數位編碼器（Encoder），可得知機器人底部和水平面的夾角及機器人各節之相對關係，擷取到的訊號經過電腦計算機器人之整體重心(Center of Gravity, COG)，作動作評估及決策運算後下達控制命令至直流馬達，以完成預設姿態控制之動作。在位置與平衡控制方面主要是使用模糊控制器，使機器人能夠在不同傾斜地面上，皆能夠平穩順暢地站立與躺下。經由實驗結果，在不使用複雜的運動方程式下，成功地讓機器人平穩地完成站立及躺下的動作，並可以針對不同傾斜度的平面作重心修正，成功地驗證理論的實用性，達到理論與實作並重的理想。

關鍵字(中)

★ 模糊控制
★ 機器人
★ 站立
★ 躺下

關鍵字(英)

★ fuzzy
★ robot

論文目次

摘要 Ⅰ
圖目錄 Ⅴ
表目錄 Ⅷ
第一章緒論 1
1.1 研究動機與目的 1
1.2 論文目標 2
1.3 論文架構 3
第二章機構設計理念 4
2.1 基本架構回顧 4
2.2 設計理念與構思 6
2.2.1 設計過程與想法 6
2.2.2 機構實現 10
2.3改良三節式機器人之硬體架構 11
2.4 PC平台之系統架構 15
第三章行動策略 18
3.1重心考量 18
3.2 站立動作描述 19
3.3 站立行動策略 21
3.3.1 躬起控制 21
3.3.2 重心修正 23
3.3.3 平衡控制 25
3.4控制器設計 26
3.4.1 控制器的輸入和輸出 27
3.4.2 歸屬函數 28
3.4.3 模糊規則庫 30
3.4.4 模糊推論與解模糊化 32
3.5躺下控制 32
第四章實驗結果與討論 33
4.1 實驗設計描述 33
4.1.1 實驗一：站立於平面 34
4.1.2 實驗二：站立於+4度的傾斜平面 37
4.1.3 實驗三：站立於-4度的傾斜平面 39
4.1.4 實驗四：零傾斜平面的躺下控制 41
第五章結論 43
5.1困難度與解決方法 43
5.2 未來改進方向 44
5.3 結論 44
參考文獻 46

參考文獻

[1] Y. Sakagami, et al., ”The intelligent ASIMO: system overview and integration,” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, vol. 3, pp. 2478–2483, Oct 2002.
[2] M. J. Riezenman, ”Robots stand on own two feet,” IEEE Spectrum, vol. 39, pp. 24–25, Issue: 8, Aug 2002.
[3] G. Shuxiang, T. Fukuda, and K. Asaka, ”A new type of fish-like underwater microrobot,” IEEE/ASME Transactions on Mechatronics, vol. 8, Issue: 1, pp. 136–141, March 2003
[4] I. Erkmen, et al., ”Snake robots to the rescue,” IEEE Robotics & Automation Magazine, vol. 9, Issue: 3, pp. 17–25, Sep 2002.
[5] R. R. Playter, ”Passive Dynamics in the Control of Gymnastic Maneuvers,” Ph.D Thesis, Department of Aeronautical and Astronautical Engineering, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, Massachusetts, 1994.
[6] B. Khoshnevis, et al., ”Reconnectable joints for self-reconfigurable robots,” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, vol. 1, pp. 584–589, 2001
[7] M. Yim, D. G. Duff and K. D. Roufas, ”PolyBot: a modular reconfigurable robot,” Robotics and Automation, vol. 1, pp. 514–520, 2000.
[8] M. Yim, Y. Zhang and D. Duff, ”Modular robots,” IEEE Spectrum ,
vol. 39, pp. 30–34, Issue: 2, Feb 2002.
[9] O. Lorch, et al., ”Experiments in vision-guided biped walking,” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, vol. 2, pp. 2484–2490, Oct. 2002.
[10] J. Morimoto and K. Doya , ”Acquisition of stand-up behavior by a real robot using hierarchical reinforcement learning,” Robotics and Autonomous Systems, vol. 36, Issue: 1, pp. 37–51, 2001.
[11] F. Pfeiffer, K. Loffler, and M. Gienger, ”The concept of jogging JOHNNIE,” IEEE International Conference on Robotics and Automation, vol. 3, pp. 3129–3135, May 2002.
[12] K. Erbatur, et al., ”A study on the zero moment point measurement for biped walking robots,” 7th International Workshop on Advanced Motion Control, pp. 431–436, July 2002.
[13] W. M. Shen and P. Will, ”Docking in self-reconfigurable robots,” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, vol. 2, pp. 1049–1054, 2001.
[14] S. H. Kim, J. H. Oh, and K. H. Lee, ”Design of 4 joints 3 links biped robot and its gaits,” IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, vol. 2, pp. 1155–1160, Nov 2002.
[15] L. Geppert, ”Qrio, the robot that could,” IEEE Spectrum, vol. 41,
pp. 34–37, Issue: 5, May 2004.
[16] 廖俸慶（王文俊教授指導）, ”三節式機器人之站立控制,”碩士
論文,國立中央大學電機工程研究所, 2003年6月.
[17] 蔡明倫（王文俊教授指導）, ”三節式機器人之爬行控制,”碩士
論文,國立中央大學電機工程研究所, 2003年6月.
[18] 蔡家煒（王文俊教授指導）, ”改良式三節機器人（二）上下階台控制設計,”碩士論文,國立中央大學電機工程研究所, 2004年6月.
[19] 王文俊, ”認識Fuzzy,” 全華科技圖書有限公司, 2000年2月.
[20] 陳建宗, ”Visual C++ 視窗程式設計,” 碁峯資訊股份有限公司, 2003年10月.

指導教授

王文俊(Wen-June Wang)

審核日期

2004-7-14

推文