用简单胞映射方法计算髋关节含库伦摩擦直腿被动行走器的吸引盆

摘要

McGeer在被动行走器模型髋关节处引入线性阻尼，发现很小的阻尼就能破坏被动行走器的稳定步态。Goswami利用控制反馈的方法在模型髋关节处添加二次非线性阻尼，提出阻尼有利于被动行走器形成步态，髋关节处的阻尼使被动行走器可以在坡度更大的斜面上行走并增大了模型的吸引盆。郭闻昊将库伦摩擦引入二维直腿被动行走器的髋关节，建立带摩擦棋型的非光滑动力学方程，并通过数值仿真分析被关节的摩擦对被动行走器棋型步态的影响。本文利用简单胞映射方法研究了髋带库伦摩擦的直腿被动行走器的周期解的吸引盆。本文将简单胞映射方法应用于髋关节带库伦摩擦的平面圆弧足直腿被动行走器研究，获得了该模型的周期胞和吸引盆，并计算了不同摩擦系数对应的吸引盆。发现摩擦系数较小时，吸引盆的体积变化不大;当摩擦系数增大到一定程度时，吸引盆会突然变小;继续增大摩擦系数，吸引盆变得非常小。髋关节处的库伦摩擦对于被动行走模型步态的形成是不利的。