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Body Shape and Orientation Control for Locomotion of Biologically-Inspired Snake Robots

机译:仿生蛇机器人运动的体形和方向控制

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摘要

This paper considers guidance-based motion controlof planar snake robots using a dynamic feedback controllaw. We first present the Euler-Lagrange equations of motionof the robot. Subsequently, we introduce a dynamic feedbackcontrol law for the joints of the robot to track a desiredgait pattern. This tracking control law depends on the timeevolution of the state variables of a dynamic compensatorwhich is used for controlling the orientation of the robot. In particular, we employ the dynamic compensator to practically stabilize a reference head angle defined by a Line-of-Sight path following guidance law. Using an input-output stability analysis, we show the uniform boundedness of the solutions of the controlled system. Furthermore, we use a perturbationanalysis to show that the orientation error is ultimately bounded by an arbitrarily small bound. Simulation results are presented to validate the theoretical results.
机译:本文考虑了使用动态反馈控制律的平面蛇形机器人基于制导的运动控制。我们首先介绍了机器人的欧拉-拉格朗日运动方程。随后,我们为机器人的关节引入了动态反馈控制律,以跟踪所需的步态模式。该跟踪控制定律取决于动态补偿器的状态变量的时间演化,动态补偿器用于控制机器人的方向。特别是,我们采用动态补偿器来实际稳定由视线路径遵循制导律定义的参考头角。使用输入输出稳定性分析,我们显示了受控系统解的一致有界性。此外,我们使用扰动分析来表明方向误差最终受到任意小的边界的限制。仿真结果验证了理论结果。

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