Robust whole-body control for legged robots

Abstract

This thesis aims to propose a robust whole-body locomotion controller for legged robots. To this end, it offers the centroidal momentum observer control algorithm, which could be a very useful tool for providing robust dynamic motion control in eliminating parameter uncertainty for legged locomotion. The control method based on centroidal momentum dynamics is essential for whole-body control. The method considers floating base dynamics when synthesizing controllers such that the base frame is not firmly connected to the ground; the base frame is freely floating. Therefore it can be applied to a wide range of mobile robotic systems. The method was tested using a simulated one-legged robot and whole-body humanoid models. As a result, we observe that the centroidal momentum observer control algorithm could be beneficial for whole-body robot robustness and stabilization.

Bu tez, bacaklı robotlar için gürbüz bir tüm vücut hareket kontrolörü önermeyi amaçlamaktadır. Bu amaçla, bacaklı hareket için parametre belirsizliğini ortadan kaldırmada gürbüz dinamik hareket kontrolü sağlamak için çok yararlı bir araç olabilecek merkezi momentum gözlemci kontrol algoritmasını sunar. Merkezi momentum dinamiklerine dayalı kontrol yöntemi, tüm vücut kontrolü için esastır. Yöntem, temel koordinat sistemi zemine sıkıca bağlı olmayacak şekilde kontrolörleri sentezlerken seyyar koordinat sistemi parametrelerini dikkate alır; temel koordinat sistemi serbestçe yüzer. Bu nedenle çok çeşitli mobil robotik sistemlere uygulanabilir. Yöntem, simüle edilmiş tek bacaklı bir robot ve tüm vücut insansı modelleri kullanılarak test edildi. Sonuç olarak, merkezi momentum gözlemci kontrol algoritmasının tüm gövde bütüncül robotunun gürbüzlüğü ve stabilizasyonu için faydalı olabileceğini gözlemledik.