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Diseño e implementación de un sistema de control para la caminata de un Bípedo con 10 DOF en el plano sagital

Abstract:

En este documento se presenta una aplicación de control óptimo para estabilizar la dinámica de un bípedo con diez grados de libertad (10 DOF). La trayectoria del robot se genera siguiendo un patrón de caminata humano, cuyos ángulos son modificados considerando el punto de momento cero (ZMP). Se tiene como objetivo modelar, simular y controlar la estabilidad del robot empleando un prototipo cuyas masas de sus miembros son conocidas junto con la posición de sus respectivos centros de masa (CoM). Las trayectorias de caminata se plantean para el plano sagital y son construidas siguiendo el ZMP del bípedo y manteniéndolo dentro del polígono de soporte, dividiendo el proceso en dos etapas: etapa de soporte único y etapa de soporte doble. El modelo lineal de péndulo invertido (LIPM) se usa para diseñar el controlador con retroalimentación y pbkp_redicciones futuras del comportamiento del sistema. Se emplea la acción correctiva para ambas etapas. En las pruebas por software se observó que el control actúa de manera robusta ante perturbaciones a pesar de utilizar un modelo simplificado. Con este resultado en el controlador y la trayectoria generada a través del patrón natural del ser humano, la metodología se considera adecuada para su aplicación en el bípedo real