一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法
技术特征:
1.一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法,其特征在于:包括如下步骤:
2.根据权利要求1所述的一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法,其特征在于,所述s1中,启动车辆,获取支架搬运机器人横摆角速度ψ。
3.根据权利要求1所述的一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法,其特征在于,所述s2中,粗略计算坡度及坑洼度对履带的阻力对速度的影响,利用公式f=ma,对加速度a积分可以估算出速度影响值。
4.根据权利要求1所述的一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法,其特征在于,所述s3中,利用模糊pid控制器对履带液压系统实现控制,继而控制履带速度差,实现纠偏,其中模糊pid控制原理是利用模糊语言规则和模糊逻辑计算出p,i,d这3个控制参数,使用这3个参数进行pid控制。
5.根据权利要求4所述的一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法,其特征在于,所述s3中,模糊pid控制的特点是不需要构建精确的数学模型就可达到精确控制的效果,其具体的过程为:
6.根据权利要求1所述的一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法,其特征在于,所述s4中,判断车身与预设路线的偏离程度,即利用陀螺仪传感器测量车身的横摆角速度。
7.根据权利要求6所述的一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法,其特征在于,所述s4中,横摆角速度是指支架搬运机器人绕垂直轴的偏转程度,可以用来衡量支架搬运机器人运动姿态的变化,当支架搬运机器人左右履带行驶速度在实现期望速度的同步控制中存在偏差时就会产生横摆,支架搬运机器人则会发生跑偏,通过引入横摆角速度控制量来实现纠偏,速度修正控制模块中采用主从控制结构,以右履带的行驶速度为基准,对模糊pid控制器输入期望横摆角速度与实际横摆角速度的偏差与偏差率,将获得的速度修正调节量输入到右履带的液压驱动系统,实现对车辆姿态的及时纠正,支架搬运机器人的期望横摆角速度为0rad/s。
8.根据权利要求1所述的一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法,其特征在于,所述s5中,测得实际横摆角速度与期望摆角速度(0rad/s)的差值后通过一种控制器实现对履带液压系统的控制,继而控制履带的速度差实现纠偏的目的,整体控制结构上采用并行控制与主从控制相结合,由于两侧液压系统独立驱动履带,互不影响,应用并行控制能更好的实现同步精度,以右侧履带速度为基准,左侧履带引入速度控制器,其工作原理是将期望履带行驶速度值、速度误差估算以及履带实际行驶速度值作比较,通过控制算法确定左右两侧履带速度调节量ve,将其对应的电信号传递到液压系统,进而实现履带行驶速度对期望履带行驶速度的跟随,保证两侧履带速度同步。
9.根据权利要求8所述的一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法,其特征在于,所述s5中,针对于控制元件等性能无法保证完全一致,以及左右履带液压系统受到作业路面负载力矩干扰不同,造成两侧速度存在一些差别的问题;采用并行控制实现速度跟随的同步过程产生的履带行驶速度差异,采用主从控制,引入速度修正模块,将右履带的行驶速度作为理想输出,而左履带的行驶速度与右履带的行驶速度差产生的横摆角速度作为控制量,当车辆横摆角速度不为0rad/s时,速度修正控制模块开始起作用,通过控制算法确定速度修正量δv修,并作用到左履带的液压系统,使得车辆能及时摆正姿态;两种控制模块用各自的控制方式将输出的控制量协调分配给液压阀控马达调速控制系统,以适应左右履带行驶速度受到作业路面的干扰,从而能准确的控制车辆运动状态,实现支架搬运机器人行走快速纠偏控制。
10.根据权利要求1所述的一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法,其特征在于,所述s6中,将上述过程中的各类数据进行加密、保存,加密算法采用md5、改进型rsa算法中的一种或多种。
技术总结
本发明公开了一种井下支架搬运机器人自主纠偏控制方法,属于支架搬运机器人运行纠偏技术领域,包括如下步骤:启动车辆,粗略计算坡度及坑洼度对履带的阻力对速度的影响;本发明中,该方法采用主从控制的结构,当井下支架搬运机器人发生跑偏时,通过控制井下支架搬运机器人两侧履带的液压系统,实现对井下支架搬运机器人两侧履带的速度差的控制,继而达到纠偏的目的,其中,采用模糊PID控制方法,有效解决了PID控制器在非线性系统中存在抗干扰性差、跟踪速度慢等问题,该模糊PID控制更适用于井下支架搬运机器人行驶速度控制系统,可使其在规定的时间内准确、可靠、稳定地按照期望履带速度行驶。
技术研发人员:常向东,彭玉兴,张博文,朱真才,王洪全,冯俊伟,蒋谷硕,汤裕,王威,江帆,王健
受保护的技术使用者:中国矿业大学
技术研发日:
技术公布日:2024/12/10
技术研发人员:常向东,彭玉兴,张博文,朱真才,王洪全,冯俊伟,蒋谷硕,汤裕,王威,江帆,王健
技术所有人:中国矿业大学
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