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龙图腾网获悉北京理工大学申请的专利一种用于轮式双足机器人动态行进的分层优化控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116482980B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-01-13发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310540338.5，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种用于轮式双足机器人动态行进的分层优化控制方法是由余张国;张筱晨;陈学超;任思宇;张锦埭;孟立波;黄强设计研发完成，并于2023-05-15向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种用于轮式双足机器人动态行进的分层优化控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种用于轮式双足机器人动态行进的分层优化控制方法，具体为：由目标速度和当前速度、目标位置和当前位置，通过模型预测获得最优的参考前向位置最优的参考前向速度最优的参考前向加速度和最优的未来轨迹γ**；利用γ**及一阶小车倒立摆模型的内动态，通过非线性最小二乘法拟合内动态逆向映射函数，得到与相匹配的最优的参考质心倾角θ**refref；建立三阶小车倒立摆模型，基于和求解最优参考关节角度利用多关节动力学构建与和相关的QP优化问题并求解，得到最优控制力与力矩，作用于双足机器人上进行控制。本发明算力需求小，使得机器人能够维持自身平衡并跟踪参考轨迹。

本发明授权一种用于轮式双足机器人动态行进的分层优化控制方法在权利要求书中公布了：1.一种用于轮式双足机器人动态行进的分层优化控制方法，其特征在于： 由目标速度vtar和当前速度v、目标位置xtar和当前位置x，通过模型预测获得最优的参考前向位置最优的参考前向速度最优的参考前向加速度和最优的未来轨迹γ*； 利用最优的未来轨迹γ*及一阶小车倒立摆模型的内动态，通过非线性最小二乘法拟合内动态逆向映射函数，得到与最优的参考加速度相匹配的最优的参考质心倾角θ*ref； 建立三阶小车倒立摆模型，基于和求解最优参考关节角度利用多关节动力学构建与和相关的QP优化问题并求解，得到最优控制力与力矩，作用于双足机器人上进行控制； 与和相关的QP优化问题包括目标函数和约束条件，所述目标函数为： 其中：Pqp是优化变量，Aqp是权重系数矩阵，bqp是前馈矩阵，且： 为QP优化中的广义状态变量与其最优参考值间反馈控制输出的参考调节加速度，是参考位置下关节力矩τleg的前馈参考值，F1ref和是轮关节力矩转换的地面水平作用力F1和地面支持力F2的参考值，Kp、Kd是该反馈的比例与微分系数，χref*k是广义状态变量最优参考值表示z方向最优参考位置，χ为模型的广义状态变量，H-1是关节驱动矩阵H的伪逆矩阵，M、C、G分别表示三阶小车倒立摆模型的惯性矩阵、哥氏力矩阵和重力矩阵，Jleg是腿部末端相对于世界坐标系的雅可比矩阵，Fext表示机器人底盘受到的外力，Kpv,Kdv,Kpl,Kdl为跟踪前向速度与腿被动自由度过程中的比例与微分调节系数，Mw是机器人底盘的质量，q1表示机器人大腿的关节角度，q2表示机器人躯干的关节角度，g是重力加速度，x、v分别是机器人当前速度和当前位置，表示大腿关节的最优参考关节角度，表示小腿关节的最优参考关节角速度； 所述约束条件包括等式约束和不等式约束，所述等式约束为： 不等式约束为： 其中：τmax对应小腿和大腿的关节力矩极限值，Fmax为外界输入力的极限值，μ为轮胎与地面的摩擦系数。

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