Commande énergétique pour la marche des robots bipèdes planaires PDF Download
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Author: Nahla Khraief
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Languages : fr
Pages : 148
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Book Description
Dans cette thèse nous proposons une méthodologie de commande pour la marche de robots bipèdes planaires. L'approche proposée se base essentiellement sur les travaux développés par N.K. M'sirdi ainsi que les résultats sur la marche passive sur plans inclinés initiée par Tad McGeer. Nous introduisons la notion de la marche semi passive. En effet, cette dernière consiste en la recherche de cycles périodiques (cycles limites) pour des robots bipèdes mis sur des plans inclinés et soumis à une faible commande externe. Cela par le biais d'une stabilisation d'une posture d'équilibre. Dans ce contexte nous présentons des résultats relatifs à la stabilité par la méthode de Poincaré et la sensibilité des trajectoires. Cependant, de tels cycles limites n'existent pas souvent sur un sol plat. Pour cela nous introduisons une commande additionnelle dans l'objectif de stabiliser des cycles de marches sur sol plat. Nous introduisons ainsi la notion de la commande énergétique. Les résultats ont été validé par des résultats de simulations sur deux types de modèles différents à savoir robot bipède à 5 et à 7 degrés de liberté.
Author: Nahla Khraief
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Languages : fr
Pages : 148
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Dans cette thèse nous proposons une méthodologie de commande pour la marche de robots bipèdes planaires. L'approche proposée se base essentiellement sur les travaux développés par N.K. M'sirdi ainsi que les résultats sur la marche passive sur plans inclinés initiée par Tad McGeer. Nous introduisons la notion de la marche semi passive. En effet, cette dernière consiste en la recherche de cycles périodiques (cycles limites) pour des robots bipèdes mis sur des plans inclinés et soumis à une faible commande externe. Cela par le biais d'une stabilisation d'une posture d'équilibre. Dans ce contexte nous présentons des résultats relatifs à la stabilité par la méthode de Poincaré et la sensibilité des trajectoires. Cependant, de tels cycles limites n'existent pas souvent sur un sol plat. Pour cela nous introduisons une commande additionnelle dans l'objectif de stabiliser des cycles de marches sur sol plat. Nous introduisons ainsi la notion de la commande énergétique. Les résultats ont été validé par des résultats de simulations sur deux types de modèles différents à savoir robot bipède à 5 et à 7 degrés de liberté.
Author: Nahla Khraief ep Haddad
Publisher: Presses Academiques Francophones
ISBN: 9783841622877
Category :
Languages : fr
Pages : 172
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Dans ce travail nous proposons une methodologie de commande pour la marche des robots bipedes planaires. L'approche proposee se base essentiellement sur les travaux developpes pour les robots sauteurs par Raibert, Buchler, N.K. M'sirdi. . . ainsi que les resultats sur la marche passive sur plans inclines initiee par Tad McGeer et etudiee par Espiau, Keramane, Spong... Nous introduisons la notion de la marche semi passive. En effet, cette derniere consiste, apres avoir defini et stabiliser une posture, a la recherche de cycles periodiques(cycles limites) pour des robots bipedes mis sur des plans inclines. La stabilisation d'une posture d'equilibre assure l'existence de cycles limites. Dans ce contexte nous presentons des resultats relatifs a la stabilite par la methode de Poincare et la sensibilite des trajectoires. Cependant, de tels cycles limites n'existent pas pour un sol plat. Pour cela nous introduisons une commande additionnelle dans l'objectif de stabiliser des cycles de marches sur sol plat. Nous introduisons ainsi la notion de la commande energetique. Les resultats ont ete valides par des resultats de simulations sur deux types de modeles de robots bipedes
Author: Stéphane Caux (docteur en génie informatique).)
Publisher:
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Languages : fr
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Author: Stéphane Caux
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ISBN:
Category :
Languages : fr
Pages : 118
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CETTE THESE TRAITE DES PROBLEMES CONCERNANT LA MODELISATION ET LA COMMANDE DES ROBOTS BIPEDES QUE CE SOIT POUR LA MARCHE, LA COURSE OU LE SAUT. DE NOMBREUX PROTOTYPES DE ROBOTS MARCHEURS EXISTENT MAIS PEU DE TRAVAUX PRENNENT EN COMPTE LA MARCHE DE MANIERE GLOBALE ET DYNAMIQUE. DE PLUS, LES CONTACTS SONT SOUVENT CONSIDERES COMME FIXES ENTRE LE ROBOT ET LE SOL. NOUS PROPOSONS UNE PREMIERE APPROCHE A PARTIR DE LA RESOLUTION EXPLICITE CLASSIQUE DES EQUATIONS DE LAGRANGE AVEC CONTRAINTES PUIS UNE DEUXIEME APPROCHE EN FAISANT UNE RESOLUTION IMPLICITE DE CES MEMES EQUATIONS EN Y FAISANT INTERVENIR DES NOTIONS DE MECANIQUE NON REGULIERE. CETTE SECONDE APPROCHE PERMET DE GERER PRECISEMENT L'EVOLUTION NON LINEAIRE DES CONTRAINTES, DES IMPACTS ET DES CONTACTS FROTTANTS ENTRE LES PIEDS DU ROBOT ET LE SOL RIGIDE. NOUS AVONS DECRIT DE CETTE FACON LE COMPORTEMENT DYNAMIQUE DU ROBOT DE MANIERE UNIFIEE EN INCLUANT LA DYNAMIQUE DES CONTACTS QUELLE QUE SOIT LA PHASE DANS LAQUELLE SE TROUVE LE ROBOT AU COURS DE LA MARCHE (SIMPLE CONTACT, DOUBLE CONTACT, VOL BALISTIQUE). NOUS ASSERVISSONS CE TYPE PARTICULIER DE ROBOT AUTOUR DE SES POINTS DE REPOS ET AUTOUR DE TRAJECTOIRES DESIREES. POUR FAIRE LE SUIVI DE TRAJECTOIRES, NOUS DECOMPOSONS, DANS UN PREMIER TEMPS, LE MODELE UNIFIE EN ISOLANT CERTAINES COORDONNEES A COMMANDER ET EN LAISSANT LES AUTRES EVOLUER LIBREMENT. PUIS, DANS UN SECOND TEMPS, NOUS FAISONS UN DECOUPLAGE DYNAMIQUE NON LINEAIRE SUR LES VARIABLES SELECTIONNEES. CEPENDANT, UNE GENERATION DE CES TRAJECTOIRES DOIT ENCORE ETRE REALISEE POUR FAIRE MARCHER EFFECTIVEMENT LE BIPEDE. PLUSIEURS SIMULATIONS DANS LES DIFFERENTES PHASES CARACTERISTIQUES DE LA MARCHE VALIDENT NOTRE APPROCHE. NOUS PROPOSONS DE PLUS, TOUS LES ELEMENTS NECESSAIRES POUR LA CONSTRUCTION DU PROTOTYPE ET D'AUTRES APPROCHES POUR ETABLIR LES TRAJECTOIRES A SUIVRE POUR COMMANDER GLOBALEMENT LE DEPLACEMENT DU ROBOT.
Author: Stéphane Caux
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Languages : fr
Pages : 228
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Author: Ahmed Chemori
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Languages : fr
Pages : 0
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Cette thèse traite le problème de la commande de la marche dynamique des robots bipèdes sous-actionnés. Deux nouvelles approches de commande sont proposées. La première est une commande prédictive non linéaire de faible dimension. Elle consiste à trouver un retour d'état partiellement linéarisant et des trajectoires de référence sur les coordonnées linearisées. Ces trajectoires sont paramétrées par un scalaire calculé par optimisation afin de stabiliser la dynamique des zéros. L'analyse de la stabilité en boucle fermée est effectuée en utilisant un outil graphique basé sur la section de Poincaré. La deuxième approche de commande fait partie des approches dites de Lyapunov. Elle est basée sur des lois de commande non linéaires inspirées des commandes dites hybrides position/force. Principalement, elle consiste à commander le robot bipède dans les différentes phases du cycle de marche, tout en assurant une stabilité du système sur le cycle complet de marché.
Author: Laurence Roussel
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Languages : fr
Pages : 135
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CE TRAVAIL DE THESE A POUR CADRE LA GENERATION DE TRAJECTOIRES DE MARCHE POUR UN ROBOT BIPEDE. LA MARCHE HUMAINE REPONDANT A DES CRITERES D'OPTIMALITE ENERGETIQUE, NOUS SOUHAITONS ETABLIR UNE MARCHE QUI MINIMISE LES DEPENSES D'ENERGIE DU ROBOT. CEPENDANT, LES PARTICULARITES DES ROBOTS MARCHEURS FONT QUE LES TECHNIQUES DE LA COMMANDE OPTIMALE SONT INOPERANTES POUR L'INSTANT. AVEC L'HYPOTHESE DES CORPS RIGIDES, LA MODELISATION D'UN CYCLE COMPLET DE MARCHE SE FAIT A PARTIR D'EQUATIONS ALGEBRO-DIFFERENTIELLES, RENDANT LA RESOLUTION ANALYTIQUE IMPOSSIBLE. C'EST POURQUOI NOUS AVONS REALISE LA GENERATION DE TRAJECTOIRES PAR OPTIMISATION NUMERIQUE EN CONSIDERANT UNE COMMANDE CONSTANTE PAR MORCEAUX. APRES AVOIR COMPARE DIFFERENTES METHODES DE PARAMETRISATION DE LA MARCHE A UNE METHODE SANS PARAMETRISATION SUR UNE PHASE DE LA MARCHE, NOUS AVONS ETENDU CETTE DERNIERE A UN CYCLE COMPLET. A PARTIR DES MARCHES OBTENUES, DES RESULTATS ENERGETIQUES ONT PU ETRE COMPARES A DES RESULTATS RELEVES SUR L'HOMME. LORS DE L'EXTENSION A UN CYCLE COMPLET DE MARCHE, L'ETUDE DE LA LITTERATURE SUR LA MODELISATION DES PHENOMENES DE CONTACT A MONTRE QUE LE PROBLEME N'ETAIT PAS ENCORE COMPLETEMENT RESOLUT A L'AIDE DES MODELES RIGIDES. L'INTRODUCTION DE MODELES COMPLIANTS NON LINEAIRES EST ALORS APPARU COMME UN MOYEN EFFICACE DE MODELISER LE CONTACT PIED/SOL EN GARANTISSANT UNE CONTINUITE DE LA DYNAMIQUE. CE MODELE A ETE COMPLETE PAR L'AJOUT D'UN MODELE DE FROTTEMENT DYNAMIQUE DANS LE SENS TANGENTIEL QUI GERE LE GLISSEMENT ET LE RECOLLAGE AUTOMATIQUEMENT.
Author: Ahmed Chemori
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Languages : fr
Pages : 187
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Cette thèse traite le problème de la commande de la marche dynamique des robots bipèdes sous-actionnés. Deux nouvelles approches de commande sont proposées. La première est une commande prédictive non linéaire de faible dimension. Elle consiste à trouver un retour d'état partiellement linéarisant et des trajectoires de référence sur les coordonnées linearisées. Ces trajectoires sont paramétrées par un scalaire calculé par optimisation afin de stabiliser la dynamique des zéros. L'analyse de la stabilité en boucle fermée est effectuée en utilisant un outil graphique basé sur la section de Poincaré. La deuxième approche de commande fait partie des approches dites de Lyapunov. Elle est basée sur des lois de commande non linéaires inspirées des commandes dites hybrides position/force. Principalement, elle consiste à commander le robot bipède dans les différentes phases du cycle de marche, tout en assurant une stabilité du système sur le cycle complet de marché.
Author: Paul-François Doubliez
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Languages : fr
Pages :
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Malgré le grand nombre de robots humanoïdes actuels existants, trois verrous scientifiques majeurs subsistent: l'autonomie décisionnelle, l'autonomie énergétique et la marche dynamique agile. La présente thèse se focalise sur ce dernier point. Premièrement, une marche statique tridimensionnelle par une commande avec des modèles géométriques inverses analytiques et avec orteils actifs a été générée. Deuxièmement, dans l'objectif de générer une marche dynamique tridimensionnelle, les mouvements la composant ont été étudiés séparément dans le plan frontal et dans le plan sagittal avec des robots à contact ponctuels. Dans le plan frontal, des oscillations stables ont été générées en adaptant énergétiquement le placement du pied et la force de poussée. Dans le plan sagittal, un contrôle énergétique de la force de propulsion par la jambe arrière a été testé et validé successivement grâce à différents modèles numériques: avec un robot avec deux articulations rotoïdes dans les hanches et des vérins dans les genoux, puis avec un robot avec des articulations rotoïdes dans les genoux. Troisièmement, afin de généraliser les principes étudiés, un système composé de dix corps et neufs articulations incluant des orteils actifs et muni de pieds à contact discret a abouti à des simulations de franchissement dynamique d'obstacles jusqu'à vingt centimètres de hauteur. Nos techniques de commande géométrique et de contrôle énergétique ont alors été implémentées dans le cas de la marche dynamique tridimensionnelle. Finalement, des expérimentations de marches ont été réalisées sur le prototype de robot bipède ROBIAN, et ont permis d'identifier la frontière entre marche statique et dynamique
Author: AHMED.. KERAMANE
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Languages : fr
Pages : 198
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TAD MCGEER A MONTRE QU'IL EST POSSIBLE DE CONSTRUIRE DES ROBOTS BIPEDES POUVANT MARCHER INDEFINIMENT ET DE FACON REGULIERE LE LONG DE PLANS INCLINES DESCENDANTS. LES CARACTERISTIQUES DE CETTE MARCHE (C'EST-A-DIRE LA VITESSE, LA PERIODE, LA LONGUEUR DE PAS, ...) SONT FONCTION DES PROPRIETES GEOMETRIQUES ET INERTIELLES DU ROBOT ET DE L'INCLINAISON DU SUPPORT DE LOCOMOTION. L'ENERGIE REQUISE POUR MAINTENIR UN CYCLE DE MARCHE REGULIER PROVIENT DE LA CONVERSION DE L'ENERGIE POTENTIELLE DU ROBOT AU FUR ET A MESURE DE LA DESCENTE. DANS CETTE THESE NOUS AVONS PROCEDE A L'ANALYSE ET A LA COMMANDE DES CYCLES DE MARCHE OBTENUS SUR DES ROBOTS SIMPLIFIES MARCHANT AVEC L'ALLURE D'UN COMPAS. D'UN POINT DE VUE CINEMATIQUE LE SYSTEME CONSIDERE EST IDENTIQUE A UN DOUBLE PENDULE (OU SES VARIANTES COMME L'ACROBOT ET LE PENDUBOT). LA MARCHE PASSIVE PRESENTE L'INTERET D'ETRE NATURELLE ET OPTIMALE AU SENS ENERGETIQUE. L'ETUDE DE CE MODE DE LOCOMOTION PEUT ALORS SERVIR A CONCEVOIR DES STRATEGIES DE COMMANDE DES ROBOTS MARCHEURS. NOUS AVONS DONC ETUDIE LES PROPRIETES DE STABILITE ET DE PERIODICITE DES REGIMES DE MARCHE PASSIVE. LES RESULTATS DE SIMULATION METTENT EN EVIDENCE L'EXISTENCE, AU PLUS, D'UN SEUL CYCLE STABLE PAR INCLINAISON DE PENTE. SONT EGALEMENT MIS EN EVIDENCE, DES PHENOMENES DE DOUBLEMENT DE LA PERIODE QUI ABOUTISSENT A DES REGIMES CHAOTIQUES LORSQUE LA PENTE AUGMENTE. EN EXPLOITANT LES PROPRIETES DE LA MARCHE PASSIVE, PLUSIEURS SCHEMAS DE COMMANDE FURENT PROPOSES. LE CRITERE DU ZMP (ZERO MOMENT POINT) A ETE FORMULE POUR PRENDRE EN CONSIDERATION LES CONTACTS PONCTUELS PIED-SOL. UNE LOI PROPRTIONNELLE-INTEGRALE SUR LA CHEVILLE D'APPUI A PERMIS D'ELARGIR LE BASSIN D'ATTRACTION DES CYCLES LIMITES PASSIFS. UN SCHEMA DE COMMANDE INSPIRE DES CARACTERISTIQUES ENERGETIQUE DE LA MARCHE PASSIVE DU COMPAS A ETE PRESENTE PAR AILLEURS. GRACE A LA COMMANDE EN ENERGIE LES BASSINS D'ATTRACTION DES CYCLES LIMITES ONT EGALEMENT ETE ELARGIS, ET DES CYCLES ACTIFS ONT PU ETRE GENERES ET LES MODES CHAOTIQUES SUPPRIMES. UNE LOI D'ADAPTATION DE LA VITESSE MOYENNE DE PROGRESSION BASEE SUR LA COMMANDE EN ENERGIE A EGALEMENT ETE PROPOSEE. DIFFERENTES SIMULATIONS MONTRENT QUE PLUSIEURS VITESSES DE MARCHE ONT ETE ATTEINTES. LE ROBOT A PU EGALEMENT SE DEPLACER SUR DES PLANS INCLINES EN MONTEE, SUR SOL PLAT OU SUR PLUSIEURS INCLINAISONS SUCCESSIVES.
