Robot bipède : de la modélisation d'une boucle ouverte à l'asservissement en boucle fermée...





La marche d'un robot bipède est étudiée ici à l'aide d'un programme de simulation. L'image animée ci-dessus a été réalisée très facilement avec le programme que vous pouvez télécharger ici, renommer le fichier avec l'extension .arj, puis décompresser le fichier avec ARJ.EXE. Ecrit en C, il fonctionne sous DOS. Mes recherches en modélisation de robot bipède m'ont conduit à mettre au point ce programme. Pour l'instant il ne s'agit que d'une simulation à partir de coordonnées angulaires attribuées à chaque articulation du robot. Le robot que vous voyez courir ne fait donc que reproduire des mouvements qui lui ont été programmés. Cependant, il est sensible à la gravitation. Si la programmation des trajectoires angulaires est réalisée maladroitement, alors il pourra s'ensuivre de facheux résultats sur son équilibre. Le but ultime à atteindre est la modélisation d'un robot qui détermine lui-même l'évolution des trajectoires angulaires de ses articulations en fonction de deux choses principales :
-L'objectif qu'il s'est assigné (avancer, aller à gauche, marcher, courir, etc...)
-Le maintien de son équilibre pour atteindre son objectif.


Ces notions élémentaires conduisent tout naturellement à l'étude du contrôle de système, c'est à dire à la prise en considération d'une consigne appliquée à une boucle d'asservissement d'un processus, dont le comportement est rebouclé sur la consigne à l'aide d'un capteur. Un correcteur calcule la commande qu'il faut appliquer au processus. La mise au point du correcteur est particulièrement délicate, et cela fait appel à des calculs de fonction de transfert.Dans le cas du robot bipède, la détermination de la fonction de transfert est compliquée.

Avant d'en arriver là, il faut résoudre certains problèmes purement mécaniques.
Tout d'abord les efforts qui sont encaissés au niveau des articulations sont de 2 ordres :
-Les efforts statiques (simple appui du robot à l'arrêt sur ses jambes).
-Les efforts dynamiques (violents, surtout en mode course à pied).

Une fois ces efforts connus, on est capable de dimensionner les actionneurs qui vont réaliser les articulations des jambes du robot.