控制理论与应用

作者：廖禄伟,杨忠,王灿,许昌亮,徐浩,王志永,张秋雁

单位：南京航空航天大学自动化学院,南京航空航天大学自动化学院,南京航空航天大学自动化学院,南京航空航天大学自动化学院,南京航空航天大学自动化学院,南京航空航天大学自动化学院,贵州电网有限责任公司

关键词：树障清理; 空中机器人; 接触作业; 动力学建模; 线性自抗扰控制; 力控制

基金：贵州省科技计划项目(黔科合支撑[2020]2Y044号), 中国南方电网有限责任公司科技项目(066600KK52170074), 航空科学基金(重点实验室类)项 目(201928052006)资助, 南航研究生科研与实践创新计划项目(XCXJH20210316).

针对输电线路附近的树障进行清理问题, 本文提出了一种新型的悬挂伸缩刀具的树障清理空中机器人并进行了仿真和实物验证. 首先, 对悬挂伸缩刀具的空中机器人进行了伸缩刀具重心变化下的动力学、运动学建模及接触建模. 其次, 为避免空中机器人接触作业时机器人倾翻的问题, 设计了力估计器用于力感知和导纳控制器用于力控制. 针对空中机器人非线性强耦合、伸缩刀具时参数摄动及作业时扰动的问题, 设计了线性自抗扰控制(LADRC)的机器人位姿控制器. 再次, 数值仿真验证了导纳控制能有效避免空中机器人接触作业时产生倾翻的问题, 以及基于LADRC控制器的位姿控制具有良好的稳定性和抗扰性. 最后, 通过实物飞行和接触作业测试, 进一步验证了本文悬挂伸缩刀具的树障清理空中机器人及其控制方法的有效性.

来源：2023年第2期

《控制理论与应用》期刊编辑部

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