基于缆绳估计的索载欠驱动摆荡机器人控制：一种直接与间接自适应鲁棒结合的方法

在本文中，我们提出了一种用于穿越柔性缆绳的欠驱动摆荡机器人的在线自适应鲁棒控制框架。由于柔性体的动力学模型在实践中未知，我们提出了一种间接自适应估计方案，将柔性缆绳的未知动力学效应近似为具有参数不确定性的外力。然后设计了一种基于边界层的滑模控制来补偿残差未建模动力学和时变扰动，其中控制增益由辅助的直接自适应控制机制更新。通过李雅普诺夫 (Lyapunov) 方法进行了稳定性分析和自适应律推导，从形式上保证了机器人-缆绳系统的稳定性和跟踪性能。仿真实验以及与基线控制器的对比表明，这种直接与间接自适应鲁棒结合的控制框架实现了可靠的跟踪性能和自适应系统辨识，使机器人能够在存在未建模动力学、参数不确定性和非结构化扰动的情况下穿越柔性缆绳。