飛機蒙皮損傷檢測問題關(guān)系著飛機飛行的安全,越來越受到人們的關(guān)注。本文對本實驗室設(shè)計出來的第一代飛機蒙皮檢測機器人進(jìn)行一些機械結(jié)構(gòu)的改進(jìn),使其更加適合在飛機蒙皮外表面運動,在此基礎(chǔ)上開展了機器人動力學(xué)控制方法研究和綜合實驗。首先,介紹了一種真空吸附式的雙框架飛機蒙皮檢測機器人的機械結(jié)構(gòu),分析了機器人在飛機蒙皮表面的運動步態(tài)。針對飛機蒙皮檢測機器人在飛機蒙皮表面的單步連續(xù)運動控制,建立了機器人多輸入多輸出動力學(xué)模型。其次,根據(jù)機器人的動力學(xué)模型,設(shè)計了一種滑模軌跡跟蹤控制方法。針對系統(tǒng)中存在的模型不確定性和摩擦非線性,采用了自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行估計和補償,通過使用雙曲正切滑模函數(shù),改善了普通切換滑模函數(shù)帶來的系統(tǒng)的顫振,構(gòu)造李雅普諾夫函數(shù)證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性,仿真結(jié)果表明所設(shè)計的控制策略在存在模型信息未知、摩擦非線性和未知擾動情況下具有良好的軌跡跟蹤性能。然后,設(shè)計了機器人在輸出受限情況下的反步控制策略,使用Barrier Lyapunov（障礙李雅普諾夫）函數(shù)保證飛機蒙皮檢測機器人的位置誤差控制在給定范圍內(nèi),進(jìn)而對機器人位置進(jìn)行更加準(zhǔn)確的控制。對系統(tǒng)中存在的和系統(tǒng)狀態(tài)有關(guān)的不確定性采用... 

【文章頁數(shù)】：88 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
注釋表
縮略詞
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景及意義
    1.2 爬壁機器人研究現(xiàn)狀
    1.3 機器人非線性控制研究現(xiàn)狀
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第二章 飛機蒙皮檢測機器人機械結(jié)構(gòu)分析及動力學(xué)建模
    2.1 引言
    2.2 飛機蒙皮檢測機器人機械結(jié)構(gòu)
    2.3 飛機蒙皮檢測機器人運動過程分析
    2.4 飛機蒙皮檢測機器人的動力學(xué)建模
        2.4.1 飛機蒙皮健康檢測機器人受力分析
        2.4.2 機器人關(guān)節(jié)空間下動力學(xué)建模
        2.4.3 笛卡爾坐標(biāo)系下的機器人動力學(xué)模型
    2.5 小結(jié)
第三章 基于自適應(yīng)RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)補償?shù)娘w機蒙皮檢測機器人滑模控制
    3.1 引言
    3.2 飛機蒙皮健康檢測機器人滑�？刂破髟O(shè)計
        3.2.1 滑模面的選取
        3.2.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計
        3.2.3 控制器的設(shè)計
    3.3 仿真分析
    3.4 小結(jié)
第四章 輸出受限的飛機蒙皮檢測機器人反步控制
    4.1 引言
    4.2 Barrier Lyapunov函數(shù)特性
    4.3 輸出受限的飛機蒙皮檢測機器人全狀態(tài)反饋反步控制器設(shè)計
        4.3.1 模糊系統(tǒng)的設(shè)計
        4.3.2 機器人控制器的設(shè)計
    4.4 基于高增益狀態(tài)觀測器和Barrier Lyapunov函數(shù)的反步控制器設(shè)計
        4.4.1 高增益觀測器
        4.4.2 高增益狀態(tài)觀測器的設(shè)計
        4.4.3 機器人動力學(xué)控制器設(shè)計
    4.5 仿真分析
    4.6 小結(jié)
第五章 飛機蒙皮健康檢測機器人運動控制軟件設(shè)計
    5.1 引言
    5.2 上位機軟件設(shè)計流程及協(xié)議分析
    5.3 遙控手柄與接收機通信協(xié)議分析
    5.4 姿態(tài)傳感器數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議及解析
        5.4.1 姿態(tài)傳感器簡要說明
        5.4.2 角度輸出協(xié)議
        5.4.3 角速度輸出協(xié)議
        5.4.4 加速度輸出協(xié)議
        5.4.5 數(shù)據(jù)接收與數(shù)據(jù)解析
    5.5 小結(jié)
第六章 飛機蒙皮檢測機器人運動實驗研究
    6.1 引言
    6.2 飛機蒙皮檢測機器人實驗分析
    6.3 小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 本文的主要工作
    7.2 本文的不足及進(jìn)一步展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]基于滑模的剛性機械臂有限時間軌跡跟蹤控制研究[D]. 李小倩.東北大學(xué) 2013



本文編號：3724133