[1]张 静,孙 喆,王丹阳.面向防振锤更换的无人机-机器人协同控制[J].机械与电子,2024,42(05):64-68.
　ZHANG Jing,SUN Zhe,WANG Danyang.UAV Robot Cooperative Control for Replacement of Damper[J].Machinery & Electronics,2024,42(05):64-68.
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面向防振锤更换的无人机-机器人协同控制()
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《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
42
期数:
2024年05期
页码:
64-68
栏目:
智能制造
出版日期:
2024-05-25

文章信息/Info

Title:
UAV Robot Cooperative Control for Replacement of Damper
文章编号:
1001-2257 ( 2024 ) 05-0064-05
作者:
张 静; 孙 喆; 王丹阳
西安电力高等专科学校,陕西 西安 710032
Author(s):
ZHANG Jing ;  SUN Zhe ;  WANG Danyang
( Xi ’an Electric Power College , Xi ’an 710032 , China )
关键词:
防振锤更换; 协同控制; 最大偏离函数; 控制阈值; 二阶求导
Keywords:
replacement of damper ;  cooperative control ;  maximum deviation function ;  control threshold ;  second order derivation
分类号:
TM755 ; TP242 ; V279
文献标志码:
A
摘要:
防振锤更换现场变动因素较多、存在多种信号干扰,抓取力与防振锤重力间的平衡难度大,稳定性较差,由此,提出一种无人机 机器人协同控制算法。明确防振锤内部结构,考虑线路重量和抗振力需求,计算抓取力和防振锤重力,分析不平衡因素,根据构建的无人机 刚柔耦合系统动力学模型,计算不同时间点的最佳的旋转中心值,用于约束机器人运行的最大偏离范围。根据无人机的非线性动态反演关系,以内环控制求得机器人运动轨线与目标轨迹之间的贴合能力,以外环控制获得无人机出现转弯、上升、下降以及停滞状态下的一阶和二阶导数输出数值,采用二阶求导的控制阈值,完成无人机 机器人协同控制。实验结果表明,关节柔性变化轨迹控制稳定性强,无人机姿态角和位置偏差较小,实用价值高。
Abstract:
There are many variable factors and multiple signal interferences in the replacement site of the anti-vibration hammer , making it difficult to balance the gripping force and the gravity of the anti-vibration hammer , and the stability is poor.Therefore , a drone robot cooperative control algorithm is proposed.The internal structure of the damper is defined , the line weight and the anti-vibration force requirements are considered , the grabbing force and the gravity of the damper are calculated , the imbalance factors are analyzed , and the optimal rotation center values at different time points are calculated according to the constructed UAV rigid flexible coupling system dynamic model , so as to restrict the maximum deviation range of the robot operation.According to the nonlinear dynamic inversion relationship of the UAV , the inner loop control is used to obtain the fitting ability between the robot ’s? motion trajectory and the target trajectory , and the outer loop control is used to obtain the first and second derivative output values when the UAV turns , rises , falls and stagnates.The second derivative control threshold is used to complete the UAV robot cooperative control.The experimental results prove that joint flexibility trajectory control has strong stability , small attitude angle and position deviation of unmanned aerial vehicles , and high practical value.

参考文献/References:

[ 1 ] 娜茜泰,赵国亮,翁智,等 . 基于屏障控制函数的轮式机器人系统多目标分布式协同控制 [ J ] . 控制与决策,2022 , 37 ( 9 ): 2235-2244.

[ 2 ] 王茂,周少武,张红强,等 . 未知环境下群机器人多目标搜索协同 控制 [ J ] . 控制理论与应用,2022 , 39 ( 4 ):750-760.
[ 3 ] 刘剑,胡祝兵,赵学超 . 基于离散多目标布谷鸟算法的食品拣取机器人协同路径规划[ J ] . 食品与机械, 2022 ,38 ( 7 ): 115-121 , 127.
[ 4 ] 龚政雄,牛捷,刘兰兰,等 . 大荷载无人机-机器人高压输电线协同检修新方法研究[ J ] . 科学技术与工程,2021 , 21 ( 24 ): 10362-10368.
[ 5 ] 徐雪松,曾智,邵红燕,等 . 基于个体-协同触发强化学习的多机器人行为决策方法[ J ] . 仪器仪表学报, 2020 ,41 ( 5 ): 66-75.
[ 6 ] 冯钧,孔建寿,王刚 . 一种柔性空间双臂机器人的协同控制和避障方法[ J ] . 空间控制技术与应用,2020 , 46( 5 ): 10-17.
[ 7 ] 王修文,汪首坤,王军政,等 . 基于异形 Stewart 平台的电动并联式六轮足机器人[ J ] . 机械工程学报, 2020 , 56( 13 ): 84-92.
[ 8 ] 安嘉强,汤晓华,刘美莲,等 . 基于 ARM-MCX514 的机器人 数控协同系统运动控制器设计[ J ] . 机床与液压,2020 , 48 ( 3 ): 58-62.
[ 9 ] 张玉明,吴青聪,陈柏,等 . 下肢软质康复外骨骼机器人的模糊神经网络阻抗控制[ J ] . 机器人,2020 , 42 ( 4 ):477-484 , 493.
[ 10 ] 徐建明,蔡奇正,马益普 . 基于 ROS 的电动汽车充电操作移动机器人系统[ J ] . 浙江工业大学学报, 2021 ,49 ( 6 ): 591-601.
[ 11 ] 袁俊杰,朱鹏程 . 基于 ARM 和 FPGA 的软体机器人的 CAN 总线运动控制器的设计[ J ] . 科学技术与工程,2020 , 20 ( 20 ): 8261-8267.
[ 12 ] 唐志祺,李钰,包怿杰,等 . 基于模型设计方法的机器人柔性运动控制算法的实现[ J ] . 华东理工大学学报(自然科学版),2021 , 47 ( 5 ): 609-618.
[ 13 ] 李海源,刘畅,严鲁涛,等 . 上肢外骨骼机器人的阻抗控制与关节试验研究[ J ] . 机械工程学报,2020 , 56( 19 ): 200-209.
[ 14 ] 倪洪杰,朱俊威,俞立,等 . 切换拓扑下多舞台移动机器人编队容错跟踪控制 [ J ] . 高技术通讯,2020 , 30( 8 ): 844-852.
[ 15 ] 向文韬,陈绪兵,戴耀南 . 利用 MATLAB 与 ADAMS 对 6R 机器人控制系统仿真[ J ] . 机床与液压, 2020 , 48( 23 ): 19-22 , 59.

相似文献/References:

[1]李 波,刘 宾,高 明,等.考虑任务协作的煤矿掘进配套多设备协同控制方法[J].机械与电子,2022,(10):67.
　LI Bo,LIU Bin,GAO Ming,et al.Coal Mine Excavation Supporting Multi-equipment Cooperative Control Method Considering Task Cooperation[J].Machinery & Electronics,2022,(05):67.
[2]吴源兵,刘定国,黄树勇,等.空间碎片拖曳移除的系绳收放控制系统设计与实现[J].机械与电子,2024,42(11):42.
　WU Yuanbing,LIU Dingguo,et al.Design and Implementation of Tether Retractable Control System in Space Debris Removal[J].Machinery & Electronics,2024,42(05):42.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2023-04-04
基金项目:陕西省教育厅 2022 年度科研计划项目( 22JK0388 )
作者简介:张 静 ( 1990- ),女,陕西西安人,硕士,讲师,研究方向为电力系统自动化检修;孙 喆 ( 1988- ),男,陕西西安人,硕士,高级工程师,研究方向为输电线路智能运检,通信作者;王丹阳 ( 1992- ),女,陕西渭南人,硕士,讲师,研究方向为工业过程自动化。
更新日期/Last Update: 2024-06-24