Стабилизация движения двуногих шагающих роботов в системах виртуального окружения

Рассматривается задача разработки методов и подходов для стабилизации движения двуногих шагающих роботов в системах виртуального окружения. Актуальность данной задачи заключается в том, что тестирование и отработку алгоритмов управления роботом целесообразно проводить в виртуальной среде на виртуальной модели. Это позволит в дальнейшем уменьшить риск поломки реальных роботов и сформировать правильное экспертное мнение об их применимости для выполнения важных работ. Предлагаемые решения рассматриваемой задачи основаны на построении регулятора с обратной связью по показаниям виртуальных датчиков. В разработанном регуляторе обеспечение устойчивости движения робота реализуется с применением критерия точки нулевого момента и модели обратного маятника. При этом синтез управления двуногим шагающим роботом осуществляется с использованием скользящего режима. Такой подход не требует громоздких вычислений, решения нелинейных алгебраических уравнений и сложных матричных операций при реализации регулятора. Апробация предлагаемых в статье методов и подходов проводилась в системе виртуального окружения на примере выполнения роботом тушения пожара. Результаты апробации показали адекватность и эффективность предлагаемых решений для обеспечения равновесия двуногого шагающего робота в процессе его движения.