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人形机器人运动控制与平衡:从入门到精通

共计 30 章节
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01
课程导入
人形机器人运动控制与平衡的学科定位 · 发展历程 · 核心挑战与整体学习路径
课程导入人形机器人运动控…
02
数学基础
刚体运动学 · 旋转矩阵 · 欧拉角
数学基础刚体运动学
03
动力学基础
牛顿-欧拉方程 · 拉格朗日方程 · 质心动力学
动力学基础牛顿
04
传感器与执行器
IMU · 关节编码器 · 力/力矩传感器
传感器执行器
05
状态估计
卡尔曼滤波 · 扩展卡尔曼滤波 · 无迹卡尔曼滤波
状态估计卡尔曼滤波
06
运动学建模
正运动学 · 逆运动学 · 雅可比矩阵
运动学建模正运动学
07
动力学建模
多体动力学建模方法 · 质心动力学模型 · 简化模型（倒立摆
动力学建模多体动力学建模方…
08
步态规划基础
步态周期 · 步态参数 · 双足步行的基本概念
步态规划基础步态周期
09
ZMP（零力矩点）理论
ZMP定义 · 计算 · 与稳定性的关系
ZMP零力矩点
10
倒立摆模型
线性倒立摆（LIPM） · 三维线性倒立摆 · 轨道能量
倒立摆模型LIPM
11
步态规划方法
基于ZMP的步态规划 · 基于捕获点的步态规划 · 模型预测控制（MPC）步态生成
步态规划方法ZMP
12
平衡控制基础
平衡的定义 · 稳定裕度 · 重心投影
平衡控制基础平衡的定义
13
姿态控制
关节空间PD/PID控制 · 计算力矩控制 · 阻抗控制
姿态控制PD/PID
14
全身运动控制
全身动力学控制（WBC） · 任务空间控制 · 优先级控制
全身运动控制WBC
15
模型预测控制（MPC）
MPC原理 · 线性MPC · 非线性MPC
MPC模型预测控制
16
强化学习入门
马尔可夫决策过程 · 策略梯度 · Q-learning
强化学习入门马尔可夫决策过程
17
仿真环境
Gazebo · MuJoCo · PyBullet
仿真环境Gazebo
18
硬件在环与实验
真实机器人调试流程 · 安全保护 · 实验设计
硬件实验
19
案例实战
基于仿真平台搭建一个简单双足机器人模…
案例实战基于仿真平台搭建…
20
案例实战
实现基于ZMP的在线步态规划与平衡控… · 在仿真中完成抗扰动测试
案例实战ZMP
21
案例实战
使用MPC实现动态步行与平衡恢复 · 对比不同预测时域的效果
案例实战MPC
22
案例实战
利用强化学习训练一个站立平衡策略 · 并迁移到仿真机器人上
案例实战利用强化学习训练…
23
常见问题
传感器噪声与漂移 · 执行器延迟 · 模型失配
常见问题传感器噪声
24
常见问题
步态切换不稳定 · ZMP计算不准确 · 控制频率不足
常见问题步态切换不稳定
25
常见问题
强化学习训练不收敛 · 奖励函数设计 · 仿真到现实迁移（Sim-to-Rea…
常见问题强化学习训练不收…
26
进阶专题
弹性驱动与可变刚度控制 · 被动动态步行 · 欠驱动系统控制
进阶专题弹性驱动
27
进阶专题
多机器人协同 · 外骨骼与假肢 · 人机交互中的平衡控制
进阶专题多机器人协同
28
综合项目
设计一个完整的人形机器人运动控制与平… · 包括建模 · 规划
综合项目设计一个完整的人…
29
前沿趋势
最新研究进展 · 开源平台（如MIT Cheetah · Atlas）
前沿趋势最新研究进展
30
课程总结
核心知识回顾 · 技能图谱 · 学习资源推荐
课程总结核心知识回顾