容错控制策略在轮式行星探测车转向失灵

文摘

容错控制设计轮式行星探测车。本文涵盖了设计过程的所有步骤,从建模/仿真实验。使用一个简化的接触模型与多体仿真模型和优化以适应实验数据。名义模式控制器设计是稳定和有其参数优化改善跟踪性能和应对物理边界和致动器饱和度。这个控制器是实现真正的探测器和验证实验。剧目的影响分析定义了故障处理。选择失败转向关节故障模式;他们六个故障模式和63这些缺点的可能的配置。容错控制器设计为一个两步过程提供指导和重用标称控制器的方式类似于隐晦驾驶模式。三种故障模式注入(一,二,三个失败转向关节)在现实罗孚评估nonreconfigured和重新配置控制系统的响应在面对这些缺点。 The experimental results justify our proposed fault-tolerant controller very satisfactorily. Additional concluding comments and an outlook summarize the lessons learned during the whole design process and foresee the next steps of the research.

1。介绍

像所有的工程系统,行星探测车(per)也接受的缺点。每个组件受到反常行为(断层)或永久/间歇完整无功能(失败)。从顶层(每的观点),组件故障或故障可以被看作是内部干扰的名义行为罗孚然后叫罗孚的缺点。珀耳斯特点是维修不能使用;部分不能被替换或修理。这个特征在空间系统中是很常见的,通常接洽控制重构;Ørsted卫星是一个很好的应用实例容错控制的空间飞行器(1]。重新配置方案用于实现动态系统的容错最近在教科书(有据可查2- - - - - -4)的结果适用于线性系统的重要组成部分。张,江5)分类足够代表性的领域的容错控制完成的。

实践已经证明在精神漫游者的情况下(7),美国国家航空航天局的火星探测车的双胞胎之一,故障发生由于未知因素或环境交互。在[7]作者报道特别在汽车和驾驶操作策略容忍失败故障模式强加的限制导致性能下降。这项工作是基于一个前提就是性能下降面对系统故障模式。容错控制策略只是一个尝试使用替代信号路径,使退化性能尽可能接近标称性能。

行星探测器是一种轮式移动机器人用于驱动车辆在崎岖的地形的障碍和桑迪与斜坡环境。故障检测和诊断(FDD)和容错控制(FTC)主题等讨论了车辆在调查;参见[8]。然而,他们的方法是强烈的传感器融合技术和故障传感器,执行器故障不像那些经验(7]。传感器、执行器、控制器和通信错误治疗(9)在设计和测试轮式移动机器人的容错控制器处理农业环境。应该提到,他们认为一种故障也把注意力集中在我们的错剧目:停滞转向关节。本文实际上,提供了深入的分析和处理。

我们的应用程序是天外火星漫游者(见图1)。所有建模、模拟、影响分析、控制设计,实验目的是设计和实现一个功能天外火星探测器的容错控制器。注意,我们专注于控制;故障检测和诊断在这里并没有涉及。首先,一个简单的接触模型中描述的部分2。这是根据设计的名义工况控制系统部分3。操舵故障处理的影响分析部分4基于terramechanics建模。部分的输出4是断层剧目和一个了解治疗的复杂性问题。因此,部分5和6有效地描述了容错控制策略及其实验验证。结论和前景给出了在上一节我们在整个设计过程中总结的经验教训和预见下一步的研究。

2。建模、模拟和实验验证的天外火星探测器

大部分的努力模型珀耳斯通常集中在wheel-soil联系建模;参见[10- - - - - -12]。然而,我们的实验6)充满了一种砂过程中不允许极限下沉深度简单路径跟踪机动飞机上。在这种情况下,一个简单的接触模型可以用来模拟演习的天外火星漫游者驾驶飞机上。这个模型的一个优点是计算时间;比一个详细的接触模型,因为复杂的数值程序不需要计算所有接触力和变形地形相互作用。缺点是它需要几个测试,模拟,并相应地优化调整模型参数。图2(一个)说明了天外火星探测器的悬架多体仿真(MBS)模型建模为代表vehicle-environment wheel-soil接触互动。软件包Dymola被用来构建MBS模型和实现简化接触模型。图2 (b),是一个与坐标系统和速度矢量图轮必要定义的独立变量简化接触模型。

滑移率和滑动角是主要的独立变量用于我们的简化的接触模型。这些变量定义基于的速度矢量图2 (b)。滑率是一个函数的纵向速度,车轮半径,角速度。滑脱角是一个函数的横向速度和纵向速度。他们定义如下: 部队在纵向方向、横向方向,反应对旋转轴扭矩足以描述wheel-soil交互: 独立的变量,,(下沉深度)。要估计的参数,, ,,,,。实验与天外火星漫游者开车向前和几个电弧长度下的阿克曼转向配置。演习是重复设置新的名义车轮的角速度;共有26个实验进行。协议仿真和实验的目的是通过改变参数的设置,以减少误差之间的模拟和测量位移变量,也就是说,航向角和平动位移在平面上。反应可以测量扭矩和作为一个约束在估计过程中避免纯信号建模。下沉是建模为依赖单:。注意,这个简化模型是基于著名的“魔术公式”常用在汽车行业(13]。在目前的情况下,接触力的振幅不仅依赖于名义轮载荷(表达的参数),但也在轮子的渗透进入土壤(下沉)。它引入了一个振幅和瞬态行为在滑动域之间的耦合。在横向方向上的力和扭矩反应只是环境反应过程中产生的运动车辆;这些量防止侧滑cross-hill驱动器和提供必要的驱动转矩,分别。纵向力推动车辆不断平衡的运动阻力项。这些力和转矩模型能够模拟汽车驾驶飞机上没有障碍,由于没有强大的变异的名义上的法向力作用在每个轮子。

经验表明,该模型适用于当仿真结果而生成的跟踪探测器。因此,一个内部开发的优化工具(从DLR多目标参数synthesis-MOPS)用于解决优化问题的声明 在哪里,,是误差向量之间的模拟和测量纵向,横向,分别和航向角位移。保证所有的模拟驾驶速度的约束和转向角度将测量的一样(和)。最小的和更高的扭矩测量每个实验作为上界和下界约束力矩向量模拟反应在可行的范围内。图3显示测试和模拟两个动作之间的相关性在参数估计考虑所有26个实验。

调优模型被认为是足够健壮的对于我们的目的,用于验证该控制系统在实现真正的硬件。这里的动态模型是用于验证和确认的容错控制,而只有使用运动学设计实际的控制系统。

3所示。标称系统的控制权

我们使用优化仿真模型在名义路径跟踪控制器的设计过程。没有故障模式的定义在这个阶段是必要的,因为所有的组件被认为是完美的工作。还以为导航路标点是一个合理的参考轨迹传递给每一个方法。这意味着轨迹突然变化范围小于10米不合理的车辆像天外火星探测器,设计了旋转驱动车轮不高于3 RPM。因此,我们考虑一个直线路径在平面上运动如图4。

这一章主要是提取的理论结果(14,15];关于通用路径跟踪控制的部分也可以发现在16]。本文的作者直接引入的假设路径,找到控制参数进行优化,通过实验测试控制器在一辆六个轮子的探测器。

3.1。运动探测器模型和路径跟踪控制

采用单轮车情况下,Frenet框架表示在图4减少到以下方程: 在哪里是一个非零的纵向速度的车辆,的态度是车辆的路径,然后呢是车辆的角速度。直线是由路径点吗和使倾向于横坐标的路径在点通过正交投影得到的在。路径跟踪控制器的目标就是力量和驱动和转向车轮。但是请注意,刚刚的运动学模型和作为输入变量。因此,更高级别的控制系统是为了满足路径跟踪目标。这是可能的,首先构造李雅普诺夫函数: 通讯员导数是 一个合适的控制输入应保证,可以通过一个常数非零速度和 三个常量介绍了控制律;他们必须遵守下列条件稳定系统:,,。

在[14)非完整约束,实施应对滑车轮和有用的结果来控制一个非完整系统。我们使用相同的方法,限制 下标索引标签是轮子和吗车辆底盘;,,,各自的坐标系中的绝对位置变量吗;每一个角限制车轮分别是轮转向角的函数和底盘取向。因此,转向角度被计算为 开车速度得到的纯滚动约束和的关系作为 个人轮位移的框架可以考虑几何约束 在哪里是向量的质心罗孚车轮当量指数之一。两种控制信号可以修改包括几何约束关系分化对时间: 这导致修改后的转向角,驾驶速度信号: 注意,这些都是吩咐位置和速度每一对转向/驱动关节,引用的低级位置和速度控制器嵌入式硬件的车辆。这些信号是底盘的角位置的功能,所需的速度,定向角。由于滚动约束不能满足在软土中,(14仍建议使用减少滑动在每个轮子一定数量;这也是用在这里。路径跟踪控制系统的框图名义模式是图所示5。

3.2。综合控制器的参数

合成了控制律,以确保稳定,但通过选择参数可以提高性能,,。在这个阶段,我们使用简化的接触模型集成在MBS模型来模拟车辆动力学相互作用路径跟踪控制器。几个模拟进行数值优化过程中定义在减小跟踪误差的拖把(平动位移和方向)约束的饱和度的致动器和下界控制律的参数。控制参数值发现,用于实现植物中,,。的参数有其下限限制的价值,在这种情况下选择。图6显示了一个比较的行为控制探测器与一组初始的控制器参数(蓝色曲线)和这些价值观与拖把模型调优后获得的曲线(绿色)。车轮最大角速度是有限的和局限于指导范围;这些限制不允许跟踪性能的进一步改善后,我们看到拖把的搜索全局优化算法。

3.3。实验结果

图7显示了实现路径跟踪控制器的实验结果。它收敛于期望的路径在试验台的极限,注意车轮和底盘转向提炼指向和跟踪,以减少稳态误差。

4所示。选择转向失灵的运动子系统

每个都有它的运动(即属性。,terrainability, trafficability, and maneuverability) substantially deteriorated when the prime movers do not behave as expected anymore. In the case of the Spirit rover [7润滑剂),加热可能引起回流到齿轮的牙齿。错误的电动机是不再使用,因为它已开始画太多的电流与其他车轮;这个故障消失后4个月的罕见的驾驶和昼夜温度周期允许润滑剂重新分配通过动力传动系统和命令电机恢复正常。地形相互作用也停滞电动机由于岩石之间挤轮和转向传动机构的住房;它需要复杂的军事演习的岩石。这些断裂的性能恶化精神漫游者像成功实现路径点,诱导标题错误,下坡滑在试图达到的目标。换句话说,执行机构故障减少每克服障碍的能力,在不均匀/陡峭的地形,并克服环境固有的平移和旋转运动阻力吩咐动作。车辆可以装备在不同的配置与驾驶和驾驶汽车;它们可以安装在每个轮子或适当安排根据探测器质量预算和运动学结构属性。因此,执行机构的安排和车辆的悬架的概念必须考虑在一个错误的选择剧目。

天外火星探测器是一个带着六个轮子罗孚与独立在每个轮子转向和驱动能力;也就是说,12个执行机构可以失败。同等数量的故障模式可以无限期地增加了只要我们承担额外的错误执行机构设置(齿轮箱和电机)。为了简化建模和关注错误的场景,肯定会出现在某个阶段每的使用寿命,汽车故障。这些失败在组件级别可以被视为在每级的缺点。一旦驱动电动机发生故障时,功能驾驶汽车仍然提供牵引,阴道将汽车成为一个运动阻力的来源。但运动阻力不足以产生旋转失败开车或转向关节由于齿轮传动比较高出现在这些关节。最重要的运动阻力在这种情况下是推掉了;这种阻力是位移的结果的土壤也在一边的轮子时侧向滑动角的: 自车轮被认为是一个圆柱体,推土阻力项可以在一个封闭的形式(17]。但这个词对于土壤侧向位移取决于两侧车轮的形状。来计算,我们代表外侧车轮的形状是三角形网格水下压力向量场(图8(c))定义根据地球被动压力向量作用于每一个三角形在图8(c);看到图中的圆板8(b)飙升与圆形孔外侧车轮在图的设计8(一)。

这两个和是单调递增函数的下沉深度。这种依赖是直接关系到该地区陷入土壤。详细的计算过程可以发现在18]。改变配置文件和如图9(一个);相应的推土阻力在汽车的旅行方向如图9 (b)作为滑动角的函数。

这个力模型是用来评估失败的影响在不同的关节(驾驶或驾驶)在天外火星探测器的运动能力。在失败的情况下驱动电动机,推土阻力可以最小化如果故障轮被迫引导为了指向同一个方向的车辆的速度矢量。这种策略可以使用到剩余的工作轮不再能够提供足够的动力将一个或多个车轮拖着土壤。同样的推理是不可能当失败转向电动机发生;在这种情况下,可用牵引仍然可以偏见如果车轮附着在阴道转向关节旋转。多个故障,也就是说,多个静止转向关节,施加不同的限制汽车的运动,因为它们被困在不同的角位置。图10显示了四个不同的情况涉及失败转向关节的天外火星探测器;这些事例说明,失败在驾驶汽车是一个复杂的情况相比,失败在驾驶汽车。之所以选择这种类型的故障只是说明性的例子;其他复杂的情况下可能出现涉及不同的分布和振幅。

图10 ()显示了一个图的天外火星探测器旅行速度矢量的方向;相应的驱动电动机旋转产生平移运动的方向导致滑脱角。的推土阻力增加的值高值偏离角,影响整个探测器的牵引和航向角。在数据10 (b)和10 (c)有两种配置,可以产生相当于推土阻力方向,但对称反对抗性在转向动作。图10 (d)显示了两个失败的轮子重载探测器的运动阻力的一个方面;这种情况可以打扰牵引力超过所有失败转向汽车在相同的角位置。在这种情况下,没有行驶方向的推土阻力可以令人满意地减少。

固定转向关节可以打扰开车和操舵演习以非常不同的方式,不同的故障情况发生。失败的数量、分布和振幅(角位置卡住了)协调无穷多的天外火星探测器的故障模式。由于这种故障的严重程度,它是假定为主要断层中找到这个工作。然而,这是一个坏的情况下在组件级别,因为故障组件级别可以减少转矩或速度或改变动态行为不会导致完全丧失的功能(失败)的联合。因此,失败在所有转向关节自由分布式通过车轮和允许完整的转向范围组合断层剧目总结表1。

图10显示4情况的63表所示1。振幅在表格的最后一列1无功能转向关节分别适用于每一个特定的配置。所有故障模式在表1可以处理提出了重构策略。注意,每个故障不仅不同的配置和振幅,但每个配置的振幅有关个人错误的轮子。怀孕的数量错误的配置是非常重要的适当的重新配置策略:一个单一的故障模式有非常不同的处理的可能性,导致明显的退化的影响路径跟踪机动取决于分布的失败(错误的配置)。这要求一个足够一般控制重构方法。

5。控制重构策略

多个转向关节允许几个配置操作探测器和处理故障等不受欢迎的情况下,障碍,和高下沉。这些配置通常是由一些运营商,但我们的想法是使用它们来操纵一个失败的自动探测器。在天外火星探测器的情况下,5个最常用的配置是阿克曼转向、蟹模式,点,刹车方向盘,把大约一个轮(即。,一个轮子的位置决定了一个瞬时转动中心)。自动生成这些演习是可能的如果我们设计一个控制器能够产生一个点(一个虚拟的铰链)在平面上的车辆应该把。今后这将被称为虚拟铰链方法(VHA)。

VHA已经没有过载超过结构提供指导。很明显当多个汽车失败,其余功能转向汽车试图引导一个小转弯半径;在这种情况下,它迫使失败的轮子陷入土壤。它过载的结构,使车辆“战斗”对自己的结构,而不是执行指导操作。自底向上的推理是受雇于观察表1绘制合理的策略来处理每个情况和可用的指导能力。最简单的故障模式是一个失败的转向联合(F1表模式1)。它有利于漫游者在F1开车向前的方向转向关节和失败使用驾驶功能失败的车轮将探测器。这是螃蟹模式,足以驱动向前而不是遵循一个预定义的路径。因此,我们设想一个三步过程如下。(1)把失败的汽车轮,直到所需的方向和失败的纵轴轮相一致。(2)改变转向关节的坐标系和0的角位置失败的车轮卡住了。(3)切换控制器回到名义模式路径跟踪控制器。这个图的重新配置过程11可以应用于多个缺点,也就是说,从F1到F6,只要一个虚拟的铰链和良好的纵向方向是合适的选择。这个选择是直观的F1(角落还是中间轮子),但其余病例。按顺序规则来确定虚拟铰链和有利的纵向方向。

有利的方向决定之前,必须选择一个虚拟的铰链点底盘在所需的方向。我们的第一个解决问题的方法是一个无约束最优化问题:最大化的驾驶速度没有轮(s)通过改变虚拟铰链的位置。但是,甚至不能预测收敛的迭代次数;这些特征进行实时实现不因为计算的正确性和时间不确定性。构思解决方案是一个泛化的故障模式的重构策略F1如图11。在这种情况下,一个错误的暗示阿克曼转向有失败轮为中心的圆。如果两个轮子失败,两个阿克曼转向配置计算,每一个有一个失败的轮为中心的转弯半径,考虑另一个仍在运行。因此,一个权重向量计算的指标多远的振幅的失败(失败的转向角)是假设下的计算阿克曼转向这个轮子仍然工作: 失败的振幅在轮;轮的角度吗阿克曼转向考虑计算失败的车轮,因此把圆的中心。的一般形式包括错误如下列矩阵: 这个权重向量用于计算两个虚拟铰链候选人(和)作为一个函数的几何的车辆和严重性的错。另一个列向量的距离给出每个失败的车轮从罗孚的质心;这是。的候选人和;他们是用来计算两个阿克曼转向配置修改。一双转向配置由一个向量和、转向角度和速度为每个开车轮子。车辆的转弯速度名义模式参数的函数;所有的角速度计算这个值作为参考。修改后的阿克曼转向相反,;表示elementwise乘法。一个设计参数然后介绍了在非线性向量权重函数,一个向量元素的元素定义为 的元素总是等于1为0和1之间的功能轮子和轮子失败。因此,一个虚拟的铰链可以肯定选择: 这是足以执行图的第一步11 (b)在一般情况下(单个或多个失败)。转点放置在失败的轮的位置,点,Ackermann-like,刹车转向如图是可能的解决方案12所示。

现在,一项新的有利的方向必须选择为了转变的坐标系统,底盘和正常转向关节的0。推土概要图9 (b)有利的方向是非常重要的搜索和定义它的方向推土阻力最小化。当F1发生时,解决方案是显而易见的,是图11;F2的有利方向,以防被定义为最小的错误的振幅。在F2的一个错误的车轮将经历过度推掉了;另一个车轮可以带领有利的方向,避免过度推掉了。F2在实践中,这两个角是可以接受的,但该方法导致的角度接近轨迹的斜率。所有故障模式的通解要求最低的数值搜索。图13显示了推土阻力三个轮子失败时任意选择的振幅,,当车辆向前驱动没有特定的指导配置。

在这种情况下,将定义良好的转变方向,切换控制器回到名义模式。移位的标称控制器能够跟踪路径的有利方向的驾驶能力的帮助下失败的轮子。突然变化的参考路径可能需要运行车轮引导超出操作范围;正因为如此,饱和度在指导实施的不对称的命令。这种动态饱和度避免推土阻力的增加,保持系统的名义操作点。图14显示了一个重构算法的方案;右上角输入的多路复用器移位的标称控制器(蟹模式);right-bottom输入转向配置用来指向新的有利的方向;决定输入多路复用器的函数计算偏差的电流方向从转移方向。偏差范围内意味着切换到蟹模式,否则替代提供转向角度和角速度。

怀孕后,容错控制器在Matlab / Simulink仿真验证了。控制器在仿真软件建模和前文所述的植物是MBS模型;参见图15。仿真模型实现了完全图的框图14,但用真正的罗孚试验台的动态MBS模型。线性和角度位移的机械部分可以从这个访问模型,模型中还包括环境属性。这意味着MBS模式不仅是一种汽车模型也是一个简单的环境模型,简化的更复杂的环境中使用18]。所有测量变量出现在真正的车辆也可以访问在编译MBS模型;所有其他功能(路径参考一代,Frenet帧转换、重构和转换逻辑)被认为是作为控制算法。Rover-measured变量是输入到控制器;转向角度和驾驶速度输出的控制器。这个仿真模型用于实验用小修改,MBS模型代替通过适当的硬件接口命令,从真正的罗孚收购测量。

植物和控制器是在不同的软件包,但综合开发的仿真软件来模拟故障模式F3 (rear-left、中左和rear-right轮子在−24°,−10°和−38°resp。);参见图16。

通常,重新配置取决于信息提供的故障检测和诊断方案;在这种情况下,我们假设提示检测和完善诊断为了设计和评估的容错控制策略。

6。实验结果

6.1。实验描述

DLR的图像的基本单位是表征土壤的测试环境和动态测试与一个完整的探测器在软硬沙(19]。bevameter用于描述土壤特性和实验充满了两种类型的沙子。软沙子和硬砂并排放置但不混合;他们占领了卷是柔软的沙子(5.5米宽,4米宽,0.5米高)和硬砂(6米宽,5.5米宽,0.5米高)。它配备了一个被动跟踪系统测量实际探测器位置(精度小于3毫米)和方向(精度小于1度)。天外火星探测器是我们的主要试验板模型用于动态测试试验台;这辆车有三个妖怪配备角位置传感器、六个车轮独立驱动和转向功能,力/力矩传感器在每个轮子,电压和电流的测量所有的汽车,和一个实时的计算机;参见图17。

所有测量变量和输入信号是由DLR机器人“敏捷开发”(aRD)概念使用内部开发工具(20.]。复杂的控制器实现会议实时约束;存储大量的数据也安全地用于后续分析。

6.2。测试场景

三个故障场景测试根据断层F1, F2, F3。相应的分布和振幅注入产生这些故障场景是在表2。这些振幅值被选为了避免过度电动机工作在操作实现有利的方向。请注意,这不是一个限制以来,该方法所需的电动机工作总是远小于在没有重新配置。整个振幅范围可以覆盖该方法,只要驾驶汽车车轮能够提供足够的权力;替代转向驾驶汽车是一种解脱和结构,但它仍是一个不受欢迎的情况下车辆驱动放大地形电阻对自己的结构。有一些关于容许故障阈值振幅;这可以由的调查,但限制控制体积不是这里的目的。

6.3。结果与讨论的测试场景

图18显示车辆的性能在F1和重新配置。小的探测器在图中显示的起始配置;它是收敛的以不同的方式使用的控制系统。重新配置探测器驱动与转移方向隐晦方式跟踪参考路径。另一方面,探测器没有重新配置需要一个空间,不可用在试验台进行机动。

图中描述的情况18(探测器没有重新配置)使结构振动和花太多的精力在战壕没有显著的平移或旋转。因为这种行为和另外推动探测器的极限实验,测试是手动停止。在隐晦演习(改造后),探测器没有产生深刻的痕迹,只是开车顺利达到的参考路径。

两个故障,故障模式F2,可能允许nonreconfigured罗孚收敛到参考路径。振幅的故障性能有非常重要的影响,可以更严重的故障分布在超过2轮。图19显示这种情况下;两个控制系统迫使罗孚收敛到给定的路径。但并不是说重新配置版本更准确、快捷。nonreconfigured版本都留给深追踪和需要高牵引力来执行和失败的车轮转向机动干扰策略而不是帮助执行它。

F3断层模式也非常满意地处理的控制系统;参见图20.。一个有利的选择取向,不等于任何失败的转向角度。这个选择允许罗孚再次开车顺利、准确地达到的参考路径。深度追踪和高牵引力需要再次处理的缺点错误的罗孚与标称控制器。

数据18- - - - - -20.说明确切的罗孚取向,但必须考虑定位误差对新的有利的方向由VHA决定。图21显示了错误的标题在时域的角度。峰值前注意收敛为零;这个峰值是由于坐标系统的变化。坐标系统转移,参考也必须改变和考虑新的转移轨迹的斜率。

实验将很难执行所有的63例转向失败,但剩下的失效模式可以模拟。更高的失效模式(F4 F6)模拟澄清的适用性提出了控制;参见图22。失败总是零度的振幅。三种配置F4所示;他们几乎达到相同的瞬态和稳态行为。同样的发生在F5;F6只有一个可能的配置。动态行为的相似性比较不同配置相同的故障模式动力模拟的设置如图22。

7所示。结论

天外火星探测器的容错控制系统提出了。后被证明是非常强大的实验与实际车辆在PEL试验台。容错控制策略可以处理怀孕六个故障模式在总共63个不同的联合故障分布。故障模式的振幅的影响表现在几个礼仪:有利的方向变化;可用的信封来引导车轮不对称;使用相应的驾驶能力失败转向关节可能会变得不适用。然而,这些特点是固有的问题并不能完全规避的一个场景,致动器失去功能。换句话说,性能下降总是预期影响正常的故障及其处理有限的可用功率驱动器。

这项工作涉及建模、模拟、参数估计、控制设计和实验。然而,主要的目标是容错控制。相当努力花在实验和模型优化为了有一个可靠的模型来验证初步控制概念之前测试它在真正的植物。

尽管足够转向综合容错控制器动作,其他问题仍然需要调查最喜欢不利的情况下(包括分布和振幅的失败),结合断层在转向和驱动,有利的方向发生变化的函数估计下沉,和性能优化控制器参数的函数。

确认

部分工作接触建模发展与HGF联盟项目“行星进化和生命”(HGF:“Helmholtz-Gemeinschaft der Großforschungsanstalten”)。和部分的工作导致参数估计结果收到资金从欧洲共同体的第七框架计划(fp7/2007 - 2013)根据授权协议。262744年。作者希望欣然承认HGF和EC的支持。

引用

1. s . a . Bøgh和m·布兰科”Ørsted卫星的容错规划——案例研究”《IEE讨论会在过程的故障诊断系统11.1 - -11.13,页,伦敦,英国,1997年4月。视图:谷歌学术搜索
2. t·史蒂芬控制动力系统的重新配置施普林格,纽约,纽约,美国,2005年。
3. m·布兰科m . Kinnaert j . Lunze和m . Staroswiecki诊断和容错控制施普林格,纽约,纽约,美国,第二版,2006年版。
4. h . Noura d . Theillio j . c . Ponsart和a . Chamseddine容错控制系统:设计和实际应用工业控制的发展,施普林格,纽约,纽约,美国,2009年。
5. y张和j .江“文献综述可重构容错控制系统”年度审核控制,32卷,不。2、229 - 252年,2008页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
6. m . Apfelbeck Kuß,b . Rebele et al .,“天外火星相位B2案板运动子系统测试活动,”先进的空间机器人与自动化技术学报》(ASTRA”11)Nordwijk,荷兰,2011年4月。视图:谷歌学术搜索
7. p·c·莱热、a . Trebi-Ollennu j·r·赖特et al。”火星探测器表面操作:驾驶精神在古谢夫陨石坑,”《IEEE系统,人与社会控制论Waikoloa,页1815 - 1822年,夏威夷,美国,2005年10月。视图:谷歌学术搜索
8. d . Zhuo-hua c .紫兴,y Jin-xia”故障诊断和容错控制轮式移动机器人在未知的环境中:一项调查,”诉讼的IEEE机器人与自动化国际会议上西班牙巴塞罗那,页3428 - 3433,,2005年4月。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
9. m . Bisgaard d Vinther, k . z .Østergaard建模和容错控制一个自治的轮式机器人Aalbog大学控制工程研究所,2004年,04 gr1030a工程组。
10. b·谢弗a . Gibbesch r . Krenn, b . Rebele”行星探测车移动模拟软和不平坦的地形,”车辆系统动力学》杂志上,48卷,不。1,第169 - 149页,2010。视图:谷歌学术搜索
11. k . Iagnemma c . Senatore b Trease et al .,“Terramechanics火星探测车表面的建模仿真和参数估计,”美国ASME国际设计工程技术会议,2011年。视图:谷歌学术搜索
12. g . Ishigami a古板、k . Nagatani和k .吉田“Terramechanics-based转向机动模型的行星探测车在松散的土壤,“《机器人技术领域,24卷,不。3、233 - 250年,2007页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
13. r . Rajamani车辆动力学和控制施普林格,纽约,纽约,美国,2006年。
14. g . Ishigami k Nagatani, k .吉田“路径规划对行星探测车及其评估基于车轮滑移动力学,”诉讼的IEEE机器人与自动化国际会议上07年举行(“国际机器人与自动化会议”)2007年4月,页2361 - 2366。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
15. c c d .智慧,h . Khennouf c .参孙和o . j . Sordalen移动机器人的非线性控制设计11卷,世界科学,新加坡,1993年。
16. g . Ishigami k Nagatani, k .吉田“斜率遍历控件为行星探测车桑迪地形,”《机器人技术领域,26卷,不。3、264 - 286年,2009页。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索
17. m . Scharringhausen d . Beermann o . krom, l·里克特“行星wheel-soil交互模型的应用,”学报》第11届欧洲地区地形车辆系统的国际协会的会议2009年10月,德国不莱梅。视图:谷歌学术搜索
18. A·c·雷特和b·谢弗,”行星探测车的全面wheel-terrain接触模型设计优化,”联合学报》9日亚太ISTVS会议和年会Terramechanics的日本社会2010年9月,日本札幌。视图:谷歌学术搜索
19. m . Apfelbeck Kuß,A . Wedler A . Gibbesch b . Rebele b·谢弗,”小说terramechanics试验台安装行星探测器wheel-soil互动,”学报》第11届欧洲地区地形车辆系统的国际协会的会议2009年10月,德国不莱梅。视图:谷歌学术搜索
20. b Bauml和g . Hirzinger”敏捷的机器人开发(aRD):机器人软件、务实的方法”《IEEE / RSJ智能机器人和系统国际会议(——06年),第3748 - 3741页,北京,中国,2006年10月。视图:出版商的网站|谷歌学术搜索

版权

版权©2012年亚历山大·卡瓦略雷特等。这是一个开放的分布式下文章知识共享归属许可,它允许无限制的使用、分配和复制在任何媒介,提供最初的工作是正确引用。