控制与决策

作者：肖云发,韩芳,王青云

单位：东华大学 信息科学与技术学院，上海 201620,,东华大学 信息科学与技术学院，上海 201620;宁夏大学 数学统计学院，银川 750021,,宁夏大学 数学统计学院，银川 750021;北京航空航天大学 动力学与控制系，北京 100191,

关键词：脉冲神经网络;中枢模式发生器;四足机器人;脉冲强化学习;分层控制;运动控制

基金：国家自然科学基金项目(12272092, 12332004).

随着四足机器人控制技术的逐渐发展, 四足机器人已经广泛被应用于救援、军事、探险等领域. 在四足机器人的应用中, 如何在不牺牲控制性能的前提下有效降低能耗是一个重要的瓶颈问题. 为此, 提出一种基于脉冲强化学习算法(SRL)和中枢模式发生器(CPG)的分层控制算法(SRL-CPG)用于四足机器人的运动控制. 首先, 因为脉冲神经元相比传统的人工神经元具有更低的能耗, 故基于脉冲神经网络(SNN)构建脉冲强化学习算法, 将其作为控制中枢; 其次, 在控制任务动作空间过大的情况下, SRL难以取得良好的控制效果, 因此将CPG作为低级控制器, 利用SRL接受状态信息并对CPG参数进行调整进而控制四足机器人运动; 最后, 将SRL-CPG控制算法在Webots环境中搭建的四足机器人模型Gbot上进行实验验证, 结果表明SRL-CPG控制算法能够有效应用于四足机器人的运动控制, 并大大降低能耗.

来源：2025年第7期

《控制与决策》期刊编辑部

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