基于广义Udwadia-Kalaba的电网飞行机械臂关节模组轨迹跟踪及约束控制

摘要

随着社会对供电可靠性要求的提升，配电网带电作业技术的创新愈发重要.无人机技术的发展推动了飞行机械臂系统在带电作业中的应用，有效解决了传统人工作业的安全风险、效率低下和环境适应性差等问题.本文聚焦于飞行机械臂关节模组的轨迹跟踪控制，旨在提高带电作业的精度和安全性.为此，提出了一种基于广义Udwadia-Kalaba(GUK)理论的鲁棒控制算法，以实现综合约束下的轨迹跟踪控制.该算法构建了包含等式和不等式约束的框架，将轨迹跟踪问题转化为约束跟踪问题.通过Udwadia-Kalaba方程处理等式约束，采用微分同构方法处理不等式约束，构成一种结合等式和不等式控制项的控制策略，用于求解约束力.仿真结果表明，该控制方法显著提高了轨迹跟踪的准确性和稳定性.

关键词

飞行机械臂 / 关节模组 / 不确定性 / 广义Udwadia-Kalaba方程

基金资助

国网安徽省电力有限公司科技项目(B3120524000M); 安徽高校协同创新项目(GXXT-2023-108)