具有轮地敏感性的球形机器人磁流变主动抑振控制研究

项目名称： 具有轮地敏感性的球形机器人磁流变主动抑振控制研究

项目编号： No.61175101

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 自动化技术、计算机技术

项目作者： 岳明

作者单位： 大连理工大学

项目金额： 61万元

中文摘要： 球形机器人结构小巧，转弯灵活，适宜在非结构化环境下进行自主探测。但是内置悬架在电机反力矩作用下处于欠驱动振荡状态，严重影响机器人运动的柔顺性和稳定性。本项目提出利用磁流变效应对内置悬架进行主动抑振的新思路。在揭示球形机器人内置悬架振荡机理的前提下，研究转动阻尼对振荡的影响规律；针对内置悬架的结构特点，提出旋转式磁流变阻尼器，对其结构参数进行多目标优化，建立参数化的动力学模型；结合能量耗散形式的拉格朗日方程和虚功原理，提出平衡摆角的概念，建立悬架状态在内的球形机器人姿态控制模型；提出具有滚动摩阻在线观测能力的内置悬架主动自适应控制方法，研究一类变质心非完整约束模型，进而建立具有悬架抑振功能的球形机器人双闭环自适应控制策略，在保证悬架抑振的同时，使其对轮地接触力具有敏感性。研究结果能显著提高球形机器人的运动性能，具有理论价值和现实意义。

中文关键词： 球形机器人；欠驱动系统；磁流变效应；轮地敏感性；主动抑振

英文摘要：

英文关键词： Spherical Robot；Underactuated system；Magnetorheological effect；Wheel-terrain sensitivity；Active vibration suppression