飞机蒙皮检测机器人吸盘组控制分配器设计

以飞机蒙皮检测机器人为研究平台,设计了基于执行器控制矩阵切换策略的吸盘组控制分配器。飞机蒙皮检测机器人的曲率自适应姿态控制的关键是吸附过程中的稳定性以及姿态调整中的灵活性问题,通过设计控制分配器控制真空负压系统改变执行器输出量达到提高机器人稳定性及灵活度的目的。首先,针对机器人结构模型进行受力分析,得到吸盘组控制分配矩阵,并在此基础上设计控制分配器;然后,考虑吸盘组出现故障的情况,采用改变吸盘优先级的故障适应策略改变吸盘对应加权系数;接着,建立吸盘组吸附安全增益数学模型,并在此基础上设计执行器控制矩阵切换策略;最后,控制分配器采用伪逆二次规划算法来避免执行器饱和问题,并通过仿真实验验证了控制分配器的可行性。

双框架飞机蒙皮检测机器人切换运动控制方法

针对一种双框架飞机蒙皮检测机器人,通过分析该机器人在飞机表面上的受力情况,在飞机表面该机器人受到了非完整约束,基于牛顿-欧拉法建立了机器人非完整约束动力学模型。根据机器人机械结构和运动步态分析,将该非完整机器人系统分为子系统A和子系统B。为了实现机器人在飞机表面运动,采用反演技术和快速Terminal滑模控制相结合的思想对系统设计了控制器,提出了一种反演-滑模控制方法;对于非完整机器人子系统A和子系统B,设计了一种基于事件驱动的切换策略,实现了机器人对期望轨迹的全局渐近跟踪,并利用Lyapunov稳定性证明系统的跟踪误差收敛。仿真和试验表明,采用该切换策略和反演-滑模控制方法,双框架飞机蒙皮检测机器人可以在飞机表面自由运动并进行损伤检测,具有良好的可靠性和稳定性。