机械工程学报

作者：徐丰羽, 马凯威, 宋巨龙, 范保杰, 武新军

单位：1. 南京邮电大学自动化学院 南京 210023;2. 华中科技大学机械科学与工程学院 武汉 430074

关键词：拉索攀爬机器人,弹簧-磁流变阻尼器,模糊PID,减振控制,爬升稳定性；

基金：国家自然科学基金区域创新发展联合基金(U21A20139)、国家自然科学基金(52175100)和江苏省"333高层次人才培育工程"资助项目。

拉索攀爬机器人在运行过程中受振动的影响，会出现打滑等爬升不稳定现象。为解决这一问题，首先，针对典型拉索攀爬机器人系统进行试验，分析振动环境下导致机器人速度波动的主要因素。然后，提出一种可调阻尼的弹簧-磁流变阻尼加载机构，并给出了输出力模型。进而，以拉索攀爬机器人系统的动力学模型为基础，建立以期望爬升速度为输入变量，电流值为输出变量的模糊PID控制器。最后，为验证以上理论的正确性，对所提出的弹簧-磁流变阻尼器和模糊PID减振控制方法进行了仿真和试验。结果表明，阻尼器的理论最大输出力为492 N，与实际测试值基本一致，平均相对误差约为3%；基于弹簧-磁流变阻尼器的模糊PID减振控制方法可将拉索攀爬机器人的速度波动控制在0.013 m/s范围内，显著提升了机器人爬升的稳定性。

来源：2024年第8期

《机械工程学报》期刊编辑部

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