为增强拉索攀爬机器人在不同风载环境下的适应能力,提出了一种机器人-拉索-风耦合系统的动力学建模与分析方法.首先,利用磁流变液体的固液转换特性,设计了具有输出力连续可调功能的阻尼器,并将其应用于拉索攀爬机器人.其次,分析拉索载荷...为增强拉索攀爬机器人在不同风载环境下的适应能力,提出了一种机器人-拉索-风耦合系统的动力学建模与分析方法.首先,利用磁流变液体的固液转换特性,设计了具有输出力连续可调功能的阻尼器,并将其应用于拉索攀爬机器人.其次,分析拉索载荷,建立了机器人-拉索-风耦合动力学模型.然后,通过有限元分析,获得阻尼器中磁流变液产生的阻尼力变化范围为0~153.45 N,与理论模型一致.同时,利用动力学模型的数值仿真得到了阻尼器的建议工作电流分别为0.1 A (3级风)和0.3 A (6级风).最后,为了验证以上理论,分别对阻尼器和拉索攀爬机器人进行了性能测试实验.结果表明,与理论值相比,该阻尼器实际输出力的平均相对误差不超过3.22%.将其安装到机器人上,可将速度波动范围降低83.7%,能显著提高机器人的爬升稳定性.展开更多
基金the National Natural Science Foundation of China(No.52175100)the Natural Science Foundation of Jiangsu Province(No.BK20201379)+2 种基金the 2020 Industrial Transformation and Upgrading Project of Industry and Information Technology Department of Jiangsu Province(No.JITC-2000AX0676-71)the Natural Science Foundation of Nanjing University of Posts and Telecommunications(No.NY221076)the Scientific and Technological Achievements Transformation Project of Jiangsu Province(No.BA2020004)。
文摘针对存在系统不确定性和外部干扰的四旋翼飞行器,提出了一种基于非线性干扰观测器(Nonlinear disturbance observer,NDO)的非奇异快速终端滑模控制(Nonsingular fast terminal sliding mode control,NFTSMC)策略。首先,利用NDO估计系统不确定性和外部干扰的实际值。然后,设计基于趋近律的NFTSM控制器用于姿态子系统(内环),该控制策略能够保证欧拉角的快速收敛以及姿态子系统的稳定性。此外,在位置子系统(外环)中采用NFTSMC与反演技术相结合的策略,保证了位置子系统的跟踪性能。最后,通过对比仿真结果表明,该方法具有更好的轨迹跟踪性能,且优于传统滑模和积分反演滑模控制的效果。
文摘为增强拉索攀爬机器人在不同风载环境下的适应能力,提出了一种机器人-拉索-风耦合系统的动力学建模与分析方法.首先,利用磁流变液体的固液转换特性,设计了具有输出力连续可调功能的阻尼器,并将其应用于拉索攀爬机器人.其次,分析拉索载荷,建立了机器人-拉索-风耦合动力学模型.然后,通过有限元分析,获得阻尼器中磁流变液产生的阻尼力变化范围为0~153.45 N,与理论模型一致.同时,利用动力学模型的数值仿真得到了阻尼器的建议工作电流分别为0.1 A (3级风)和0.3 A (6级风).最后,为了验证以上理论,分别对阻尼器和拉索攀爬机器人进行了性能测试实验.结果表明,与理论值相比,该阻尼器实际输出力的平均相对误差不超过3.22%.将其安装到机器人上,可将速度波动范围降低83.7%,能显著提高机器人的爬升稳定性.