面向电网带电作业的飞行机械臂动力学建模与鲁棒控制

摘要

在“绝缘子-导线”带电固定自动作业中，飞行机械臂的应用能够显著节约人力资源，并在带电作业场景下最大程度地保障施工人员的生命安全．然而，针对各类绝缘子-导线紧固的带电消缺作业，均需依据绝缘子的外形参数、其于横担上的安装位置以及配电网的环境条件，综合开展智能末端执行器控制系统的设计与开发工作．这无疑对飞行机械臂的控制性能提出了更为严苛的要求．本文以具有两自由度的飞行机械臂作为研究对象，充分考量重力因素的影响，开展动力学分析，并运用Udwadia-Kalaba(UK)方程进行系统建模．同时，结合约束跟随运动控制方法，推导出受限飞行机械臂系统的运动方程．此外，采用模糊控制方法对机械系统中的不确定性进行描述．通过仿真与实验，验证了所提出控制算法的有效性．

关键词

飞行两自由度机械臂 / 动力学建模 / Udwadia-Kalaba方法 / 模糊优化