复杂干扰下的管沟机器人内外环滑模自抗扰控制

管沟机器人是一种运行在排水管道,公路排水渠的欠驱动差分移动机器人,针对管沟机器人在实际环境中受到的复杂环境干扰,为了使管沟机器人具有更好的运动控制性能,提出了一种内外环的滑模自抗扰控制方法;首先对管沟受到的复杂环境干扰进行分析,将管沟机器人受到的复杂环境干扰解耦成横向和纵向干扰,建立出在干扰情况下的运动学模型;依据理想运动学模型建立出外环的滑模控制器,得出理想控制律,依据干扰运动学模型建立扩张状态观测器,观测出环境干扰数值,从而建立内环的滑模控制器,利用观测值修正外环的理想控制律;同时利用Lyapunov稳定性原理对系统进行分析,最后搭建了Matlab的Simulink模型进行仿真验证,最终证明了所提出的方法具有较强的鲁棒性和运动控制性能。

管沟机器人自动化检测系统设计

随着铁路涵洞、公路排水渠和城市管网的快速发展,管沟维护任务的工作量逐年增加;为了确保工作人员的安全和提高管沟维护的效率,设计了一套管沟自动化检测系统;该系统由PC、控制手柄、管沟机器人和线缆车构成;管沟自动化检测系统以PC为核心,PC通过RS485与控制手柄、管沟机器人和线缆车进行通信;PC下发指令给机器人和线缆车,对管沟机器人和线缆车进行远程操控与传感器数据监测;PC通过同轴电缆接收管沟内部图像,实时对管沟进行监控;经实验测试,该管沟自动化检测系统能够正常运行在管沟环境中,机器人通信距离超过100 m,PC上位机实时显示1080P 30 Hz的管沟视频;该管沟自动化检测系统具有一定的应用价值,符合设计需求,具有一定的推广价值。