一種機場跑道檢測機器人的運動控制研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代航空業(yè)的迅速發(fā)展，飛機客貨運量不斷增長，因此飛機的安全問題也受到了人們越來越多的關(guān)注。機場跑道的安全檢測是確保飛機起飛降落順利的重要環(huán)節(jié)，具有很重要的現(xiàn)實意義。國外對于機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，目前取得的實用成果較少。所以，研究一種機場跑道檢測機器人是非常有必要的。
　　本文設(shè)計了一種基于Mecanum匹輪全方位移動機器人作為運動檢測平臺，

2、機場跑道檢測機器人的底盤運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器人系統(tǒng)的性能。因此，本設(shè)計主要研究機場跑道檢測機器人的運動控制系統(tǒng)。通過設(shè)計各種智能控制器來實現(xiàn)機器人的運動控制，從而使機器人能夠快速穩(wěn)定地實現(xiàn)全方位移動。
　　首先，本文分析了機場跑道檢測機器人系統(tǒng)的整體架構(gòu)，根據(jù)對機器人整體以及輪子的運動分析建立了運動控制系統(tǒng)的運動學(xué)模型，根據(jù)拉格朗日法建立了動力學(xué)模型，并制定運動控制系統(tǒng)的控制方案

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　　然后，分別將內(nèi)分泌調(diào)節(jié)機制和模糊自適應(yīng)控制引入傳統(tǒng)PID控制，設(shè)計了兩種智能PID運動控制器，并在MATLAB中對運動控制系統(tǒng)進(jìn)行運動控制仿真研究，將結(jié)果與傳統(tǒng)PID運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)控制的運動控制器來實現(xiàn)對運動控制系統(tǒng)進(jìn)行運動控制仿真研究。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，對機場跑道檢測機器人的運動控制系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計實現(xiàn)，包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計。利用上位機LabVIEW和TMS320F28335型DSP開發(fā)板實現(xiàn)對實際機場跑道檢測機器人的運動控制系統(tǒng)測試，測試驗證了運動控制系統(tǒng)的有效性，所設(shè)計的運動控制器