树障清理空中机器人刀具调速系统控制器设计

摘要

树障清理空中机器人的刀具系统在进行切割作业时存在负载扰动,且刀具电机的电机参数会有摄动情况的发生,若使用常规的双闭环 PI控制,会存在动态性能欠佳、超调大、适应性差等不足,而且在给定转速突变的情况下可能会导致 Windup现象。针对以上问题,为防止给定突变时产生 Windup现象,电流环控制器采用了一种在反计算 Anti Windup方法基础上改进的变结构 Anti Windup PI控制方法。为提高系统的自适应能力,将模糊控制思想与PID控制思想相结合,设计了转速环的模糊 PID自适应控制器。最后通过仿真与实物实验对提出的控制器的可行性进行验证。结果表明,控制器对系统参数变化有很强的自适应能力,且对负载的扰动有很强的抑制能力,给定转速突变时系统有较快的动态响应且超调较小。