船舶大型结构件焊接自主移动机器人控制策略研究

随着大型结构件在生产中的应用日益广泛，开发适合于特定非结构化工作环境的移动焊接机器人已成为工业机器人应用研究的重要发展方向。而移动机器人技术在船舶制造中的应用，将是船舶制造提高核心竞争力的关键技术之一，许多国家已把焊接机器人作为推进造船焊接自动化，实现造船计算机综合制造系统（CIMS）的一个主要环节。本课题结合"虚拟样机协同设计技术"，运用Lyapunov稳定性分析法，Backstepping技术，以及滑模变结构控制技术等，从控制理论的角度，研究舰船移动焊接机器人横向大范围焊缝实时跟踪的控制策略。该课题的难点和关键在于如何解决传感器的超前问题，如何实时辨识机器人本体和焊缝线之间的位置关系，横向大范围焊缝（如复杂曲线、折线等）跟踪时如何实现机器人本体和滑块之间的协调控制以及在不确定扰动下系统的稳定性问题等。本课题的成功实施，有助于提高我国在造船关键技术上的核心竞争力，推进现代造船模式的转变。