供热隧道智能巡检机器人在工作过程中,由于隧道内部支路复杂,导致末端位姿控制效果不理想,为此设计了一种针对供热隧道智能巡检机器人的末端位姿控制方法。首先在静平台中构建世界坐标系、在动平台中构建机器人目标坐标系,确定运动学正解坐标系;根据运动学正解坐标系,计算机器人运动学正解与视觉末端位姿控制差值,将该差值作为输入样本,通过RBF神经网络模型的训练使误差最小,将结果反输入,完成机器人末端位姿控制的补偿,实现机器人末端位姿控制。实验结果表明,所提方法负载转动角度控制误差较低、驱动力矩较高,稳定状态下偏移量较小。

为了提高隧道智能巡检机器人多轴同步的控制精度,将一种新型近似势能函数引入到传统PID控制算法中,由此提出了一种改进N-PD(非线性PD)环形耦合同步控制算法。所引入的函数具有“小误差放大、大误差饱和”的特性,能够很好地提高系统的响应速度。通过Lyapunov稳定性理论,证明了隧道智能巡检机器人多轴同步控制策略的全局渐进稳定性。最后,通过仿真对比实验,验证了所提出的控制算法能够有效提高隧道智能巡检机器人的控制精度,明显加快了系统的响应速度,有效降低多轴之间位置误差和同步误差,改良了隧道巡检机器人多轴同步控制系统的协调性。