【摘 要】
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本文针对玻璃幕墙清洗机器人在高空工作时可能遭遇外界突变风干扰导致失稳和路径偏移的问题,设计了机器人附着力恒定和路径纠偏控制算法,使机器人能够在动态风载情况下,保持其与墙面接触的四个行走轮附着力相同且恒定,并按照规划路径无偏移地移动。首先,本文根据玻璃幕墙清洗机器人方案,建立了机器人的风载环境,对机器人的受力进行了详细计算,通过CFD仿真拟合了机器人的相关气动力系数;在Adams软件环境中搭建了虚拟
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本文针对玻璃幕墙清洗机器人在高空工作时可能遭遇外界突变风干扰导致失稳和路径偏移的问题,设计了机器人附着力恒定和路径纠偏控制算法,使机器人能够在动态风载情况下,保持其与墙面接触的四个行走轮附着力相同且恒定,并按照规划路径无偏移地移动。首先,本文根据玻璃幕墙清洗机器人方案,建立了机器人的风载环境,对机器人的受力进行了详细计算,通过CFD仿真拟合了机器人的相关气动力系数;在Adams软件环境中搭建了虚拟样机,通过仿真实验,验证了虚拟样机参数设置的正确性,并搭建了Adams-Simulink的联合仿真平台。随后,在机器人受到各类风载荷情况下,以提供附着力的四个可倾转推力旋翼为控制对象,分别设计了使四个行走轮与幕墙接触力相同且恒定的PID算法和伪逆法控制算法,对比两种控制算法的实验结果,表明伪逆法相比PID具有更好的控制能力。最后,在风载荷影响下,以机器人的可偏转行走轮为控制对象,设计了机器人移动过程中调节行走轮偏转角度进行路径纠偏的模糊PID控制算法,并与经典PID进行了实验对比,结果表明模糊PID纠偏控制算法比经典PID具有更快的反应速度和更小的超调量。
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