煤矿巡检机器人设计及模糊控制研究

基于煤矿井下回采工作面作业环境巡检需求,研究了一款基于高精度磁导航传感器和RFID射频识别模块的煤矿巡检机器人。同时,针对该机器人在复杂环境下的轨迹跟踪问题,对该机器人进行了数学分析和运动学建模,利用位置误差e和误差变化率ec作为输入,左右轮速度差ΔV作为输出,提出了一种双输入-单输出的模糊控制方法,并在Matlab环境中搭建控制器模型,针对直线路径和圆形路径进行了计算机仿真验证。仿真结果表明,直线路径和圆形路径跟踪过程种,煤矿巡检机器人在1.5 s时达到预设路径,方向偏差xe、ye超调量均≤0.1m,导航角θe超调量≤0.1rad,与常规PID控制器相比,所设计的模糊控制方法具有响应快、超调量小、稳定性强,系统可靠性和鲁棒性强的特点。