第1章　绪论 001 1.1　背景与意义 002 1.2　双足机器人研究现状 003 1.2.1　国外双足机器人研究现状 003 1.2.2　国内双足机器人研究现状 007 1.2.3　双足机器人控制算法研究现状 008 1.2.4　模块化拼接机器人研究现状 009 1.2.5　模块化拼接机器人控制方法现状 010 1.3　双足机器人系统发展挑战 011 1.4　本书主要内容及章节安排 011 参考文献 013 第2章　基于双足模块的2N足机器人系统设计与建模 020 2.1　概述 021 2.2　设计需求分析 021 2.3　最小拼接模块设计 022 2.3.1　高扭矩密度驱动器 022 2.3.2　轻量化腿足机构设计 025 2.3.3　机载控制系统设计 027 2.4　机器人系统集成 028 2.4.1　最小拼接模块集成 028 2.4.2　拼接机构设计 028 2.4.3　模块化拼接2N足机器人系统集成 029 2.5　系统建模 030 2.5.1　空间向量定义及坐标系说明 030 2.5.2　双足模块运动学建模 034 2.5.3　双足模块动力学建模 036 2.5.4　模块化拼接2N足机器人系统建模 040 本章小结 042 参考文献 042 第3章　基于虚拟模型与全身控制的双足模块行走控制 043 3.1　概述 044 3.2　基于足底力优化的虚拟模型控制 044 3.3　基于卡尔曼滤波算法的状态估计器设计 047 3.4　步态规划器 049 3.5　基于零空间映射的全身控制 050 3.6　仿真实验与数据分析 052 3.6.1　高速奔跑 052 3.6.2　上下台阶测试 053 3.7　物理样机实验 054 3.7.1　高速奔跑 054 3.7.2　抗冲击测试 056 3.7.3　多步态行走 057 3.7.4　上下斜坡实验 057 3.7.5　地形适应能力测试 058 本章小结 061 参考文献 061 第4章　基于本体感知的双足模块扰动抵抗控制 062 4.1　概述 063 4.2　基于本体感知的交互力估计 063 4.3　基于加速度信号的扰动估计 065 4.4　扰动抵抗控制 068 4.4.1　基于扰动补偿的质心规划器 068 4.4.2　约束松弛全身控制 069 4.5　仿真实验与数据分析 070 4.5.1　滤波方案比较 070 4.5.2　噪声抑制测试 072 4.5.3　实时扰动估计 073 4.6　物理样机实验 075 4.6.1　负载感知测试 075 4.6.2　抗冲击测试 076 本章小结 077 参考文献 077 第5章　基于状态观测器的双足模块模型预测控制 079 5.1　概述 080 5.2　状态反馈模型预测控制 080 5.2.1　单刚体动力学模型 080 5.2.2　状态观测器设计 083 5.2.3　基于输入变化量的二次规划 084 5.2.4　模型预测控制器设计 085 5.3　观测器性能分析 087 5.4　控制器稳定性分析 088 5.5　仿真实验与数据分析 089 5.5.1　抗冲击测试 090 5.5.2　负重行走 091 5.5.3　优化方案对比测试 092 5.6　实验验证 093 5.6.1　抗冲击测试 093 5.6.2　负重行走 094 5.6.3　多地形行走测试 095 本章小结 096 参考文献 097 第6章　基于启发式参考的双足模块鲁棒灵活行走 098 6.1　概述 099 6.2　鲁棒行走训练框架 099 6.2.1　算法框架设计 099 6.2.2　启发式参考设计 100 6.2.3　状态-动作空间设计 101 6.2.4　奖励函数设计 103 6.2.5　算法训练细节 104 6.3　仿真训练实验 106 6.3.1　训练效率 106 6.3.2　估计网络准确性 108 6.4　物理平台实验 109 6.4.1　全向运动 109 6.4.2　参考轨迹优化分析 110 6.4.3　推动恢复 111 6.4.4　不平坦地形适应能力 111 6.4.5　牵引能力 113 本章小结 113 参考文献 113 第7章　融合特权信息的双足模块鲁棒灵活行走训练框架 114 7.1　概述 115 7.2　算法框架设计 115 7.2.1　策略训练 116 7.2.2　策略微调 117 7.2.3　其他细节 117 7.3　状态-动作空间设计 118 7.3.1　策略训练阶段 118 7.3.2　策略微调阶段 119 7.4　实验验证 120 7.4.1　实验配置 120 7.4.2　质量扰动实验 121 7.4.3　光滑地面实验 123 7.4.4　雪地实验 125 本章小结 127 参考文献 127 第8章　模块化拼接2N足机器人协同运动控制 128 8.1　概述 129 8.2　基于目标识别的动态拼接控制 129 8.2.1　问题描述 129 8.2.2　动态拼接控制 130 8.3　基于分布式控制的协同运动控制方法 132 8.3.1　自适应速度调节 133 8.3.2　步态生成方法 134 8.3.3　协同转向控制 136 8.3.4　地形适应 138 8.4　仿真实验与数据分析 140 8.4.1　多步态行走 140 8.4.2　协同转向测试 145 8.4.3　上下斜坡 146 8.5　样机实验 147 8.5.1　动态拼接实验 147 8.5.2　负载能力测试 148 8.5.3　多地形行走 151 8.5.4　爬坡测试 153 本章小结 154 参考文献 154