主动操作型旋翼飞行机器人自主控制方法研究

项目名称： 主动操作型旋翼飞行机器人自主控制方法研究

项目编号： No.61305120

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 王争

作者单位： 中国科学院沈阳自动化研究所

项目金额： 25万元

中文摘要： 本项目创新的提出了一种主动操作型旋翼飞行机器人系统，即在旋翼飞行机器人移动平台上增加机械臂，使其能够对其所处环境施加主动影响，从而扩展旋翼飞行机器人的功能和应用范围。针对这种加装主动操作机构的旋翼飞行机器人在自主控制方法中所带来的两方面新问题：1）旋翼飞行机器人运动机理的改变引发更多未知动态特性，2）操作机构与外界环境接触时的外扰动使系统不易稳定。项目提出了一种主动操作型旋翼飞行机器人自主控制方法。方法的主要特点在于：利用滚动时域优化方法实现主动操作机构实时运动规划，以及利用加速度和力反馈的鲁棒控制策略抑制扰动。项目将针对这种方法进行深入研究，方法对其他主动操作型移动机器人系统也会具有借鉴和参考意义。

中文关键词： 旋翼飞行机器人；自主控制；预测控制；加速度反馈；机械臂

英文摘要： This project proposes a new robot system called autonomous operation rotor flying robot system that is placing an operation arm on the rotor flying robot. This kind of robot system can work active on its surrounding environment for extending the ability and application scope of rotor flying robots. For autonomous control of operation rotor flying robot system, there are two new problems that 1) motion principle causing different dynamic characteristics and 2) disturbing force influencing the control performance while contacting the environment. This project also proposes an autonomous control method for operation rotor flying robot to deal with these two problems. This autonomous control method mainly have two characteristics that receding horizon optimation for operation arm trajectory generating and robust control strategy for restraining disturbance by using acceleration and force feedback. This method will be researched further and applied on other mobile robot platform.

英文关键词： rotor flying robot；autonomous control；model predictive control；acceleration feedback；robot arm