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Modélisation des robots humanoïdes

Article de référence | Réf : S7754 v1

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Conclusion
Commande des robots humanoïdes

Auteur(s) : Gabriel ABBA, Yannick AOUSTIN

Date de publication : 10 oct. 2016

Relu et validé le 21 sept. 2021

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Robotique mobile : conception, modélisation et commande

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6. Conclusion

La performance de la commande d’un robot humanoïde est liée à la définition de la trajectoire de référence. Celle-ci doit être en adéquation avec les capacités physiques et technologiques du robot humanoïde. Elle ne doit pas forcément dépendre explicitement du temps, surtout lorsque le robot humanoïde est en phase de sous-actionnement. Il est alors préférable que la trajectoire de référence dépende d’une horloge interne au robot humanoïde, ce qui conduit au concept des contraintes virtuelles. Dès lors le duo commande/trajectoire de référence est plus à même de prendre en compte la force de gravité qui agit sur le robot humanoïde et la faible influence sur la stabilité des couples aux chevilles. La puissance massique des actionneurs électriques (avec leur système de transmission mécanique) inférieure à celle des muscles humains ajoutée au nombre réduit de ddl des humanoïdes expliquent que ceux-ci ont, pour l’instant, des performances en marche inférieures à celles des êtres humains. La présence de frottement au niveau des actionneurs, leur encombrement, la bande passante des systèmes de commande, les capteurs, l’autonomie énergétique, le rapport poids/puissance, l’absence de flexibilité ou leur présence aux mauvais endroits, la fiabilité relativement aux chocs éventuels avec l’environnement sont des limitations supplémentaires des robots humanoïdes actuels [S7752]. Parmi les perspectives théoriques les plus prometteuses nous pouvons évoquer l’étude effectuée dans cette article de la morphologie des robots humanoïdes pour améliorer l’autosynchronisation entre les plans sagittal et frontal et l’autostabilisation de la marche.

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BIBLIOGRAPHIE

(1) - AOUSTIN (Y.), FORMAL’SKII (A.) - Control design for a biped : reference trajectory based on driven angles as functions of the undriven angle. - Int. J. of Computer and Systems Sciences 42, 4, 159-176 (2003).
(2) - AOUSTIN (Y.), FORMAL’SKII (A.M.) - Design of reference trajectory to stabilize desired nominal cyclic gait of a biped. - In Proc. of the International Workshop on Robot Motion and Control, ROMOCO’99, pp. 159-164 (1999).
(3) - AOUSTIN (Y.), FORMAL’SKY (A.M.) - On optimal swinging of the biped arms. - In Proc. IEEE Int. Conf. on Intelligent Robots and Systems IROS (Nice, France, 2008), pp. 2922-2927.
(4) - ARTEMIADIS (P.), KREBS (H.I.) - On the interlimb coordination and synchronization during gait. - In Proceedings of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (2011), pp. 1571-1574, DOI : 10.1109/IEMBS.2011.6090457.
(5) - BELETSKY (V.) - Dynamics of bipedal walking. - Izv. AN SSSR, MTT 3 : 3-14 (in Russian) (1975).
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Sommaire
Sommaire détaillé

INTRODUCTION

1 - INTRODUCTION

2 - ÉTAT DE L’ART ET SPÉCIFICITÉS DE LA COMMANDE DES ROBOTS HUMANOÏDES

2.1 - Historique des commandes
2.2 - Notions d’actionnement des robots humanoïdes
2.3 - Capteurs nécessaires pour les commandes
- Quiz d'entraînement

3 - COMMANDES FONDÉES SUR LES MODÈLES DE SIMPLE ET DOUBLE PENDULES INVERSÉS

3.1 - Commande fondée sur la méthode du pendule linéaire inversé
3.2 - Définition du point de capture
3.3 - Stabilisateur
3.4 - Double pendule : suivi de CdM et de ZMP
- Quiz d'entraînement

4 - ROBOTS PLANAIRES SOUS-ACTIONNÉS ET COMPLÈTEMENT ACTIONNÉS

4.1 - Commande d’un robot cinq corps planaire sous-actionné
4.2 - Commande d’un robot sept corps entièrement actionné
4.3 - Commande non linéaire avec stabilisation d’un système du second ordre (régime glissant, H∞)
- Quiz d'entraînement

5 - ROBOTS HUMANOÏDES (3D) : STABILITÉ ET ANALYSE DE POINCARÉ

5.1 - Présentation de la problématique de commande
5.2 - Commande d’un robot 3D par HZD et correction PD
5.3 - Consigne paramétrée et optimisation de la marche
5.4 - Stabilité orbitale
5.5 - Autostabilisation et autosynchronisation entre les plans sagittal et frontal
- Quiz d'entraînement

6 - CONCLUSION

7 - GLOSSAIRE

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