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机械传动2024年第04期:电力隧道自动巡检机器人调平系统设计与运动学分析

来源:期刊VIP网 时间:


作者:徐诗洋;吴炳晖;纪冬梅;周佳俊;

单位:上海电力大学能源与机械工程学院;

摘要:为了解决机器人在行走过程中车身倾斜导致数据采集失准的问题,设计了一款基于比例-积分(Proportional Integral,PI)鲁棒滑模控制系统的3-RPS并联调平机构。首先,根据螺旋和反螺旋理论进行了构型综合;其次,对3-RPS调平机构进行了动力学分析计算,构建其动力学模型,并在此基础上引入自适应鲁棒滑模算法,对PI控制器进行优化改进,提高稳定性和自适应修正能力,利用李雅普诺夫(Lyapunov)函数对非线性控制系统进行了稳定性验证;最后,通过Matlab/Simulink对比模拟试验,获得控制误差曲线。仿真结果表明,基于鲁棒滑模算法优化后的PI控制系统自适应修正效果显著,大幅度降低了控制稳态误差。研究为3-RPS并联调平机构物理样机研制提供了基础。

关键词:3-RPS调平机构;;运动学分析;;非线性控制;;李雅普诺夫函数

基金资助:国家自然科学基金项目(52175343)