复杂干扰下的管沟机器人内外环滑模自抗扰控制

Inner-outer Loop Sliding Mode Self-disturbance Rejection Control of Pipeline Inspection Robot Under Complex Interference

摘要:

管沟机器人是一种运行在排水管道，公路排水渠的欠驱动差分移动机器人，针对管沟机器人在实际环境中受到的复杂环境干扰，为了使管沟机器人具有更好的运动控制性能，提出了一种内外环的滑模自抗扰控制方法。首先对管沟受到的复杂环境干扰进行分析，将管沟机器人受到的复杂环境干扰解耦成横向和纵向干扰，建立出在干扰情况下的运动学模型。依据理想运动学模型建立出外环的滑模控制器，得出理想控制律，依据干扰运动学模型建立扩张状态观测器，观测出环境干扰数值，从而建立内环的滑模控制器，利用观测值修正外环的理想控制律。同时利用Lyapunov稳定性原理对系统进行分析，最后搭建了Matlab的Simulink模型进行仿真验证，最终证明了所提出的方法具有较强的鲁棒性和运动控制性能。

Abstract: