高慶吉，武曉霞，劉　芳，李萬民
中國民航大學(xué)機(jī)器人研究所，天津

東北電力大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院，吉林吉林

摘　　　要：飛機(jī)表面爬行機(jī)器人是一個(gè)復(fù)雜的離散事件和連續(xù)動(dòng)態(tài)事件相結(jié)合的混成運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，為描述系統(tǒng)的靜態(tài)特性和動(dòng)態(tài)行為，提出一種分層可控混成Ｐｅｔｒｉ網(wǎng)模型。依據(jù)爬行運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)定義了Ｐｅｔｒｉ網(wǎng)模型組成元素，建立了爬行機(jī)器人單軸和雙軸分層可控混成Ｐｅｔｒｉ網(wǎng)，該模型可接收上層運(yùn)動(dòng)軌跡指令并輸出爬行動(dòng)作序列。實(shí)驗(yàn)表明，基于該模型實(shí)施的飛機(jī)模擬機(jī)艙表面爬行控制安全可靠，驗(yàn)證了模型的正確性和實(shí)用性。

關(guān)　鍵　詞：混成系統(tǒng)；可控混成Ｐｅｔｒｉ網(wǎng)模型；高層控制；可靠運(yùn)動(dòng)

１　引　言
機(jī)器人攜帶磁光成像儀在飛機(jī)表面爬行，用于檢查飛機(jī)蒙皮缺陷，具有高效、準(zhǔn)確和安全的優(yōu)勢，是目前解決飛機(jī)蒙皮缺陷檢查的先進(jìn)手段［１］。與其他機(jī)器人不同，它的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由氣缸、吸盤及電機(jī)控制的絲杠等組成，控制系統(tǒng)包含連續(xù)量和離散量，機(jī)器人在復(fù)雜三維曲面環(huán)境下工作，動(dòng)作流程復(fù)雜、可靠性要求高。因此，為實(shí)施有效的運(yùn)動(dòng)控制和可靠性分析，建立一種形式化的模型來描述各部分之間的協(xié)同性至關(guān)重要。Ｐｅｔｒｉ網(wǎng)是系統(tǒng)描述和建模的有力工具之一，它以圖形方式描述系統(tǒng)，同時(shí)又是嚴(yán)格定義的數(shù)學(xué)對(duì)象，既可用于靜態(tài)的結(jié)構(gòu)分析，又可用于動(dòng)態(tài)的行為分析［２］。在工作流系統(tǒng)模型描述和分析方面，Ｐｅｔｒｉ網(wǎng)顯示出強(qiáng)大的模型描述和性能分析能力。而爬行機(jī)器人系統(tǒng)運(yùn)行可分解成各子系統(tǒng)任務(wù)的組合，因此可考慮應(yīng)用Ｐｅｔｒｉ網(wǎng)描述機(jī)器人系統(tǒng)。本文提出一種分層可控混成Ｐｅｔｒｉ網(wǎng)，能同時(shí)描述離散控制過程和連續(xù)動(dòng)態(tài)過程，而且在分層化、可擴(kuò)充性等方面滿足建模需求。從上層得到其控制規(guī)則，使控制邏輯更加合理，并滿足機(jī)器人可靠運(yùn)動(dòng)要求。

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