作业型飞行机器人抓取后重心偏移的轨迹跟踪控制
陈彦杰1
占巍巍1
张振国1
何炳蔚1
王耀南2
1.福州大学机械工程与自动化学院,福建福州3501162.湖南大学电气与信息工程学院,湖南长沙410082;机器人视觉感知与控制技术国家工程实验室,湖南长沙410082
摘要：作业型飞行机器人是指能够对环境施加主动影响的飞行机器人,它通常由旋翼飞行器与机械臂组合而成.本文针对作业型飞行机器人在动态飞行抓取后,重心位置变化产生的系统控制难题,设计了有效的跟踪控制策略.首先,在系统建模时引入重心偏移系统参数和重心偏移控制参数,并考虑惯性张量不为常数,提高了系统建模的精度.然后,在姿态解算时,考虑重心偏移对系统性能的影响,构建包含重心偏移系统参数的解算方法,得到更高精度的期望翻滚角和期望俯仰角.接着,设计了基于滑模控制的重心偏移补偿位置控制器,实现了有效的位置跟踪控制.同时,在姿态反演控制器的基础上,加入自适应律估计重心偏移控制参数和变化的惯性张量,再通过小脑神经网络逼近惯性张量的真实值,提高姿态控制器的精度.最后,给出了所设计控制器的稳定性证明,并在仿真环境下验证了所提出的方法的有效性和优越性.
关键词：作业型飞行机器人重心偏移滑模控制自适应反演控制小脑神经网络
资助基金：国家自然科学基金(61803089)福建省自然科学基金(2019J01213)福建省中青年教师教育科研项目(JT180024)福州大学科研启动基金(XRC–17065)
论文发表日期：2020-10-28
在线出版日期：2025-08-15（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：11( 2178-2188 )
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