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水下机器人桨鳍协同推进姿态控制
1
作者 夏明海 尚建忠 +3 位作者 殷谦 曾潇丰 徐毓泽 罗自荣 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第6期184-193,共10页
为提高水下机器人的机动性与稳定性,提出一种四旋翼波动鳍混合驱动的新型水下机器人及其姿态控制算法。建立了机器人桨鳍协同推进的运动学与动力学模型,通过流体数值仿真,获取了水动力系数,构建了机器人六自由度动力方程。提出螺旋桨与... 为提高水下机器人的机动性与稳定性,提出一种四旋翼波动鳍混合驱动的新型水下机器人及其姿态控制算法。建立了机器人桨鳍协同推进的运动学与动力学模型,通过流体数值仿真,获取了水动力系数,构建了机器人六自由度动力方程。提出螺旋桨与波动鳍协同推进的姿态控制策略,设计了一种四自由度串级比例-积分-微分控制器与控制分配算法。在MATLAB/Simulink中建立了仿真模型,仿真分析了机器人定深前进、升沉运动、原地转向中的机器人位姿曲线,以及随机干扰对姿态控制的影响。实验结果证明,机器人具备良好的姿态控制性能,最大推进频率下样机运动姿态角波动误差小于±4°,深度波动误差小于±5 cm。仿真及实验结果验证了所设计的水下机器人与桨鳍协同推进的姿态控制算法的可行性。 展开更多
关键词 水下机器人 波动鳍 四旋翼 姿态控制 串级比例-积分-微分控制
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基于多传感器融合的陆空两栖机器人移动控制系统设计 被引量：24
2
作者 洪向共 钟地长 赵庆敏 《科学技术与工程》 北大核心 2020年第8期3103-3108,共6页
无人机和无人车迅速发展,而无人机续航受限,无人车运动受限,且在复杂场景移动困难,为此推出陆空两栖机器人来弥补这些不足。陆空两栖机器人主要是能够通过切换空中飞行和地面行驶驱动,解决无人机和无人车在复杂环境下移动困难问题。若... 无人机和无人车迅速发展,而无人机续航受限,无人车运动受限,且在复杂场景移动困难,为此推出陆空两栖机器人来弥补这些不足。陆空两栖机器人主要是能够通过切换空中飞行和地面行驶驱动,解决无人机和无人车在复杂环境下移动困难问题。若纯粹将无人机和无人车的组合体来实现,既不能体现系统控制的集成化,不能降低成本,也无法增加效率。系统采用STM32F405高速率芯片作为控制系统驱动主控,将控制算法融合为一体化控制,采集多个相同传感器数据融合后控制两种模式下的电机驱动。控制算法采用串级比例积分微分(proportion integration differention,PID)以及最优曲率法来增强机器人移动的鲁棒性。研究结果表明,该机器人无论是在空中飞行还是在地面行驶都有很好的控制效果和较强的稳定性。 展开更多
关键词 串级比例积分微分(PID) 一体化控制 数据融合 鲁棒性 最优曲率法
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基于RGPI观测器的四旋翼无人机抗风扰控制 被引量：1
3
作者 仇家鑫 孙振兴 《计算机仿真》 北大核心 2023年第1期31-37,47,共8页
四旋翼无人机在飞行过程中易受风扰影响,导致姿态产生偏离和振荡,传统PID控制方法难以取得良好的控制效果。为了提高四旋翼无人机的抗风扰性能,提出一种基于降阶广义比例积分观测器(RGPIO)的四旋翼无人机抗风扰控制方法。将RGPIO与比例... 四旋翼无人机在飞行过程中易受风扰影响,导致姿态产生偏离和振荡,传统PID控制方法难以取得良好的控制效果。为了提高四旋翼无人机的抗风扰性能,提出一种基于降阶广义比例积分观测器(RGPIO)的四旋翼无人机抗风扰控制方法。将RGPIO与比例控制技术相结合,构成复合控制器,并通过Hurwitz稳定性判据证明该复合控制器的稳定性。为验证所提方法的有效性,设计了比较实验,将所提方法与传统的PID控制方法进行比较,实验结果证明了所提控制方法能够有效抑制风扰。 展开更多
关键词 四旋翼无人机 抗扰动 降阶广义比例积分观测器 串级比例积分微分 风扰
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基于惯性导航的扫地机器人系统设计 被引量：6
4
作者 张驰洲 熊根良 陈海初 《压电与声光》 CAS 北大核心 2019年第6期885-889,共5页
针对扫地机器人行进中姿态控制难和无规划式清扫等问题,设计了一种以STM32F030R8T6微控制器为主控制器,以单轴陀螺仪GGPM01为姿态角检测传感器及以弓字形清扫方式为路径规划法的扫地机器人系统。因陀螺仪数据存在随机误差和噪声干扰,故... 针对扫地机器人行进中姿态控制难和无规划式清扫等问题,设计了一种以STM32F030R8T6微控制器为主控制器,以单轴陀螺仪GGPM01为姿态角检测传感器及以弓字形清扫方式为路径规划法的扫地机器人系统。因陀螺仪数据存在随机误差和噪声干扰,故采用卡尔曼滤波算法对陀螺仪和光电编码器数据进行融合,计算出机器人当前的偏航角最优估计值。再以最优偏航角和机器人速度为反馈量构成串级比例、积分、微分(PID)控制,实现机器人的直线行驶,最后采用弓字形算法实现路径规划。通过系统的仿真及软件测试,机器人以10.2~12.6 m/min的速度完成弓字形路径规划,最大角度偏移量为0.4°,验证了扫地机器人的功能特性及算法的有效性。 展开更多
关键词 STM32 单轴陀螺仪 弓字形 卡尔曼滤波 串级比例、积分、微分(PID)
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海流干扰下网衣清洗机器人控制方法研究
5
作者 宋晨嘉 刘贵杰 +2 位作者 马琪 王新宝 田晓洁 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期128-136,共9页
在中国海洋渔业中,网衣清洗机器人对网箱养殖有害物附着的清洗具有重要作用。为了提高网衣清洗机器人在海流干扰下工作的稳定性,本文根据网衣清洗机器人的工作特点,提出了采用串级-前馈比例积分微分(PID)控制方法对海流干扰下的网衣清... 在中国海洋渔业中,网衣清洗机器人对网箱养殖有害物附着的清洗具有重要作用。为了提高网衣清洗机器人在海流干扰下工作的稳定性,本文根据网衣清洗机器人的工作特点,提出了采用串级-前馈比例积分微分(PID)控制方法对海流干扰下的网衣清洗机器人进行控制,通过仿真实验证明该方法是可行的。为进一步提高控制效果,在串级-前馈PID控制的基础上加入模糊控制,仿真结果表明,改进后的控制器一定程度上减少了网衣清洗机器人运动稳定时间和超调量。 展开更多
关键词 网衣清洗机器人 六自由度模型 海流干扰 串级-前馈比例积分微分控制 模糊控制
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一种涡轴发动机转速抗扰控制器设计及应用 被引量：17
6
作者 张海波 孙健国 孙立国 《航空动力学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期943-950,共8页
主要研究了涡轴发动机控制问题.自抗扰控制(ADRC)是近年来新兴的控制方法,在不改变原有发动机串级比例积分微分(PID)控制结构的基础上,提出并构建了一种串级PID+扭矩ADRC补偿的控制结构,该结构充分利用了ADRC控制强的干扰补偿能力.最后... 主要研究了涡轴发动机控制问题.自抗扰控制(ADRC)是近年来新兴的控制方法,在不改变原有发动机串级比例积分微分(PID)控制结构的基础上,提出并构建了一种串级PID+扭矩ADRC补偿的控制结构,该结构充分利用了ADRC控制强的干扰补偿能力.最后,在直升机/发动机综合模型仿真环境下,通过模拟直升机大幅急速升降操作,验证了该算法具有比较理想的抗扰控制效果,能够较好地抑制直升机操控过程中大的扭矩扰动对涡轴发动机造成的不利影响. 展开更多
关键词 涡轴发动机 直升机 抗扰控制 串级比例积分微分(PID)控制
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