飛機(jī)蒙皮檢測機(jī)器人曲率自適應(yīng)姿態(tài)控制策略研究.pdf

1、溫家寶總理曾經(jīng)說過：“航空制造是國家的意志，是戰(zhàn)略考慮，是國家興旺發(fā)達(dá)的標(biāo)志，具有巨大的科技意義和經(jīng)濟(jì)效益?！弊鳛楸Ｕ虾娇瞻踩娘w機(jī)蒙皮檢測同樣具有重要意義。而將爬壁機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用到飛機(jī)蒙皮檢測中可以彌補(bǔ)人工檢測的各種缺點，提高航空的安全系數(shù)。本文圍繞應(yīng)用于蒙皮檢測的飛機(jī)蒙皮檢測機(jī)器人展開研究，通過設(shè)計姿態(tài)控制器、控制分配器以及感知模塊完善機(jī)器人的曲率自適應(yīng)姿態(tài)控制功能。
　　首先設(shè)計了飛機(jī)蒙皮檢測機(jī)器人曲面姿態(tài)控制器，通過控制機(jī)

2、器人重心位置改變機(jī)器人姿態(tài)。對飛機(jī)蒙皮檢測機(jī)器人的執(zhí)行器：真空吸盤裝置、氣缸裝置進(jìn)行了數(shù)學(xué)建模；針對爬壁機(jī)器人曲面吸附狀態(tài)進(jìn)行動力學(xué)分析；設(shè)計基于Backstepping的爬壁機(jī)器人曲面姿態(tài)控制算法并仿真驗證。
　　其次設(shè)計了飛機(jī)蒙皮檢測機(jī)器人控制分配器，使機(jī)器人具有曲率自適應(yīng)功能。采用四棱錐法對爬壁機(jī)器人進(jìn)行穩(wěn)定性分析；同時給出了基于控制分配原理的吸盤組執(zhí)行器矩陣切換算法，并對算法進(jìn)行分析；改進(jìn)了針對吸附力的控制分配算法，并通過

3、仿真驗證。
　　然后設(shè)計了飛機(jī)蒙皮檢測機(jī)器人的感知模塊，使機(jī)器人得到自身的實時狀態(tài)信息。闡述了機(jī)器人的定位定姿原理；分別介紹了組成感知模塊的各個傳感器數(shù)學(xué)模型：聲源定位系統(tǒng)麥克風(fēng)五元陣列及INS三軸加速度計測量模型，并針對慣性測量系統(tǒng)采用Eviews軟件建立系統(tǒng)誤差模型；設(shè)計了采用UKF融合算法的卡爾曼濾波器，通過對不同傳感器數(shù)據(jù)的信息濾波處理來實現(xiàn)機(jī)器人的實時感知模塊。
　　最后圍繞機(jī)器人展開實驗研究。通過分析機(jī)器人執(zhí)行器