油浸式变压器内部检测球形机器人的深度悬停控制研究

冯迎宾¹，赵小虎^1,2，何震¹，李智刚¹，王亚彪¹

1. 中国科学院沈阳自动化研究所水下机器人研究室2. 中国科学院大学

摘 要：为实现设计的油浸式变压器内部检测机器人在实际作业过程中能针对深度方向某具体点进行观测,对机器人的深度悬停控制进行研究.通过对机器人控制策略的分析,根据水下机器人动力学理论,建立机器人在变压器油特殊介质的动力学模型.基于鲁棒反演控制方法及滑模自适应控制理论,提出一种鲁棒反演滑模控制方法,采用模糊控制器设计滑模面切换增益,以削弱不确定干扰带来的系统抖振,并通过Lyapunov理论分析证明控制器稳定性.解决了机器人在变压器油中因耦合、外界扰动等造成的深度悬停定点过程自旋及抖动问题,仿真及实验表明了所提出控制器的有效性.

关键词：球形机器人;水下机器人;Lyapunov;反演控制;模糊控制;滑模控制;运动控制;