Contributions to the predictive control for the locomotion of quadruped robots over 3D terrains
Contributions à la commande prédictive pour la marche des quadrupèdes sur terrain 3D
Résumé
Predictive control is used to choose an optimal control over a sliding horizon for the locomotion of legged robots. The choice of the model and optimal control problem is crucial to find a numerical solution in the given time. This thesis contributes to the improvement of the locomotion of quadrupeds over 3D terrains. It studies how the optimization of some parameters of the walk can improve the robustness of the controller. A first part uses a reduced dynamics model as a complement to reactive contact planning to enable navigation in an obstacle-ridden terrain. A second part studies how the step duration can be optimized in a control scheme with predictive control on a reduced model. Finally, the last part focuses on predictive control with a complete model of the dynamics to optimize the trajectory of the flight foot without a guide. The emphasis is put on the experimental validation of these different contributions on a quadruped robot.
La commande prédictive permet de choisir un contrôle optimal sur un horizon glissant pour la locomotion des robots à pattes. Le choix du modèle et du problème de contrôle optimal est crucial pour que la résolution numérique soit possible dans les temps impartis. Cette thèse apporte des contributions pour améliorer la locomotion de quadrupèdes sur des terrains 3D. Elle étudie comment l'optimisation de certains paramètres de la marche peut améliorer la robustesse du contrôleur. Une première partie utilise un modèle réduit de la dynamique en complément de planification réactive des contacts pour permettre la navigation dans un terrain semé d'obstacles. Une seconde partie étudie comment la durée des pas peut-être optimisée dans un schéma de contrôle avec commande prédictive sur modèle réduit. Enfin une dernière partie s'intéresse à la commande prédictive avec modèle complet de la dynamique pour optimiser sans guide la trajectoire des pieds de vol. L'accent est mis sur la validation expérimentale de ces différentes contributions sur un robot quadrupède.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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