空中机械臂的逆运动学、参数辨识、基于 RIC 的控制与实现
机器人学
2020-04-14 v2
摘要
本文提出了一种新型空中操作系统（aerial manipulation system）的逆运动学分析与参数辨识。该系统由附加在四旋翼飞行器底部的二连杆机械臂组成。这一新系统为当前四旋翼操作系统中的局限性提供了解决方案。通过推导逆运动学，可以设计控制器以跟踪期望的末端执行器位置和姿态。为了研究所提系统的可行性，设计并制造了一架具有足够有效载荷以附加二连杆机械臂的四旋翼飞行器。介绍了系统的实验装置，并进行了估计旋翼参数的实验。其参数经过辨识，用于所提系统的仿真与控制器设计。基于牛顿-欧拉法简要推导了系统动力学。所提系统的控制器基于鲁棒内环补偿器（Robust Internal-loop Compensator, RIC）设计，并与先前为该系统设计并测试的模糊模型参考学习控制（Fuzzy Model Reference Learning Control, FMRLC）技术进行了比较。在拾取和放置有效载荷以及改变工作区域的影响下，测试了这些控制器以提供系统稳定性与轨迹跟踪。仿真框架在 MATLAB/SIMULINK 环境中实现。仿真结果表明了逆运动学分析与所提控制技术的有效性。
引用
@article{arxiv.1903.12001,
title = {Inverse Kinematics, Identification, RIC-based Control, and implementation of an Aerial Manipulator},
author = {Ahmed Khalifa and Mohamed Fanni},
journal= {arXiv preprint arXiv:1903.12001},
year = {2020}
}