CPG多模型融合控制器

能耗降一成

以中枢模式发生器结合有限状态机、弹簧负载倒立摆与虚拟模型，实现四足机器人在平坦地面上的小跑步态与疾驰步态之间平滑、稳定的转换。

Jianing, Wu · Huang, Senwei · 张秀丽 · 丁加涛

Advanced Robotics 2025

参数信息

最大速度

0.8 m/s

能耗降低

11.2 %

技术优势

步态切换更平稳

通过CPG驱动有限状态机确定步态状态，并利用弹簧负载倒立摆调节膝关节力矩，实现了小跑-疾驰-小跑的平滑转换。

能耗降低

与传统CPG直接生成髋膝轨迹相比，该方法通过多模型融合优化膝关节力矩，能耗降低11.2%。

适应不平地形

通过在线反馈调节CPG频率和关节振幅，并加入虚拟模型控制，使机器人在不平地面上实现稳健行走。

应用场景

• 四足机器人运动控制：提供可即用的融合控制算法，减少调参和训练时间。
• 仿生控制策略：模仿动物近远端关节差异化模态，简化控制器设计。
• 足式机器人步态生成：实现小跑和疾驰步态生成及平滑转换。
• 软体机器人控制：融合虚拟模型调节力矩，提升柔顺性和稳定性。