مدل‌سازی دینامیکی و طرح‌ریزی گام بهینه راه‌رفتن یک ربات دوپای واقعی برمبنای مدل آونگ وارون فنری و گام پرگاری

ربات‌های دوپا با کف پای نقطه‌ای گام سریع‌تری دارند و دینامیک طبیعی‌تری را نشان می‌دهند، در‌حالی‌که طرح‌ریزی گام این ربات‌ها به‌دلیل تحریک ناقص بسیار مشکل است. در این پژوهش به مدل‌سازی، بهینه‌سازی و طرح‌ریزی حرکت دو مدل مختلف ربات دوپای واقعی شامل مدل ربات تلسکوپی فنری و ربات پرگاری زانودار پرداخته شده‌است. همۀ این مدل‌ها فاقد کف پا هستند، حرکت چرخشی بدنۀ آنها مقید شده‌است و در صفحۀ نیم‌رخ حرکت می‌کنند. تفاوت این مدل‌ها با مدل‌های نظری مربوط این است که به‌منظور واقعیت‌بخشی به گام در این مدل‌ها زانوی پای آونگی خم‌ می‌شود، از زمین رد می شود و قبل از برخورد به زمین صاف می شود که باعث افزایش درجات آزادی و تقسیم فاز تک‌تکیه‌گاهی به دو زیرفاز می شود. فازهای مختلف گام راه‌رفتن هر کدام از مدل‌ها شامل فاز تک‌تکیه‌گاهی، رخداد برخورد و فاز دو‌تکیه‌گاهی با‌استفاده از معادلات لاگرانژ مدل‌سازی شده‌است. سپس صحت معادلات مورد بررسی قرار گرفته و با اتصال این قسمت‌ها به یکدیگر گام کامل هر یک از آنها شکل گرفته‌است. درادامه، پارامترها، توابع هدف و قیدهای بهینه‌سازی ارائه شده و نمودار تغییرات این توابع مورد بحث و بررسی قرار گرفته‌است؛ سپس گشتاور موتورها در حالت گام بهینه برای هر یک از مدل‌ها نشان داده شده‌است.