面向沼泽湿地环境采样的空中作业机器人变刚度柔顺控制

来源：机器人杂志2025年第3期北京时间：

作者：陈彦杰, 沈蒙召, 施玮恒, 钟杭, 缪志强, 王耀南

摘要：针对空中作业机器人在沼泽湿地环境下执行采样任务时的柔顺操纵和精确控制问题，提出了一种变刚度柔顺控制框架。首先，设计了一种基于能量罐的变刚度导纳控制方法，实现空中作业机器人的柔顺采样。其次，提出了一种边界自适应方法，有效解决了因变刚度柔顺性引发的能量罐能量不足的问题，提升了空中作业机器人采样过程的安全性。然后，利用规定时间控制方法设计了干扰观测器和位姿控制器，改进了空中作业机器人的干扰估计，提升了轨迹误差收敛速度。结合无源性理论和李雅普诺夫工具分析了所提出的变刚度柔顺控制框架的稳定性。最后，通过仿真和实验验证了变刚度柔顺控制框架的柔顺性、安全性和稳定性。

关键词：空中作业机器人, 变刚度导纳控制, 能量罐, 规定时间控制