一種機(jī)場跑道檢測機(jī)器人的運(yùn)動控制研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代航空業(yè)的迅速發(fā)展，飛機(jī)客貨運(yùn)量不斷增長，因此飛機(jī)的安全問題也受到了人們越來越多的關(guān)注。機(jī)場跑道的安全檢測是確保飛機(jī)起飛降落順利的重要環(huán)節(jié)，具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。國外對于機(jī)場跑道自動檢測系統(tǒng)的研究起步較早，目前已經(jīng)研究出幾種類型的自動化設(shè)備。然而國內(nèi)對于相關(guān)方面的研究開始得較晚，目前取得的實(shí)用成果較少。所以，研究一種機(jī)場跑道檢測機(jī)器人是非常有必要的。
　　本文設(shè)計了一種基于Mecanum匹輪全方位移動機(jī)器人作為運(yùn)動檢測平臺，

2、機(jī)場跑道檢測機(jī)器人的底盤運(yùn)動控制是完成各種智能檢測和控制的基礎(chǔ)，它的控制質(zhì)量將直接影響到整個機(jī)器人系統(tǒng)的性能。因此，本設(shè)計主要研究機(jī)場跑道檢測機(jī)器人的運(yùn)動控制系統(tǒng)。通過設(shè)計各種智能控制器來實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的運(yùn)動控制，從而使機(jī)器人能夠快速穩(wěn)定地實(shí)現(xiàn)全方位移動。
　　首先，本文分析了機(jī)場跑道檢測機(jī)器人系統(tǒng)的整體架構(gòu)，根據(jù)對機(jī)器人整體以及輪子的運(yùn)動分析建立了運(yùn)動控制系統(tǒng)的運(yùn)動學(xué)模型，根據(jù)拉格朗日法建立了動力學(xué)模型，并制定運(yùn)動控制系統(tǒng)的控制方案

3、。
　　然后，分別將內(nèi)分泌調(diào)節(jié)機(jī)制和模糊自適應(yīng)控制引入傳統(tǒng)PID控制，設(shè)計了兩種智能PID運(yùn)動控制器，并在MATLAB中對運(yùn)動控制系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動控制仿真研究，將結(jié)果與傳統(tǒng)PID運(yùn)動控制器的仿真研究結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果表明智能PID運(yùn)動控制器可以使系統(tǒng)的動態(tài)特性以及抗干擾性都有所改善，控制效果較好。
　　其次，設(shè)計了一種基于滑模變結(jié)構(gòu)控制的運(yùn)動控制器來實(shí)現(xiàn)對運(yùn)動控制系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)動控制仿真研究。由于滑模變結(jié)構(gòu)控制自身存在抖振問題，設(shè)計

4、了一種變速趨近律的方法來抑制其抖振。將仿真結(jié)果與其它三種運(yùn)動控制器的仿真研究結(jié)果進(jìn)行對比，結(jié)果表明基于改進(jìn)趨近律方法的滑模運(yùn)動控制器可以有效的提高系統(tǒng)的動態(tài)性能和抗干擾能力，控制效果較好。
　　最后，對機(jī)場跑道檢測機(jī)器人的運(yùn)動控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計實(shí)現(xiàn)，包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。利用上位機(jī)LabVIEW和TMS320F28335型DSP開發(fā)板實(shí)現(xiàn)對實(shí)際機(jī)場跑道檢測機(jī)器人的運(yùn)動控制系統(tǒng)測試，測試驗(yàn)證了運(yùn)動控制系統(tǒng)的有效性，所設(shè)計的運(yùn)動控制器