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【24h】

Constructing a control system using a time-state control form for a fish-type balloon robot

机译：使用用于鱼型气球机器人的时间状态控制形式构建控制系统

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A fish-type balloon robot (FBR) is a biomimetic robot that introduces twisting and pectoral fin motions into an airship robot. The FBR can move back and forth, right and left, and up and down using the twisting and pectoral fin motions. The FBR can propel itself without using a propeller; therefore, it does not injure people during accidental collisions. From this perspective, the FBR can be considered very safe. Therefore, the FBR can be used as a monitoring satellite and an advertising platform. In this paper, we construct an automatic control system for such practical FBR applications. The FBR cannot skid sideways; therefore, it can be considered a robot with nonholonomic constrains, based on the Brockett's study. In this research, we apply control using a time-state control form. The outline of this control method is as follows. First, we converted the FBR motion model into a time-state control form using a time state and a state control unit. Second, we constructed a feedback control system that stabilized the state control unit. Third, we measured the propulsion characteristics of the FBR using the pectoral fin motion, which is necessary for controlling the FBR's motion using the time-state control form and for analyzing the measurement results. In addition, we varied the pectoral fin motion to simulate how the FBR's propulsion and turning angular velocities become similar. Finally, based on the measurement results, we constructed and executed a simulated control system.
机译：鱼类球囊机器人（FBR）是一种仿生机器人，将扭曲和胸鳍运动引入飞艇机器人。 FBR可以使用扭曲和胸鳍运动来来回，右侧，左右移动，向上和向下移动。 FBR可以在不使用螺旋桨的情况下推动本身;因此，它在意外碰撞期间不会伤害人们。从这个角度来看，FBR可以被认为是非常安全的。因此，FBR可以用作监控卫星和广告平台。在本文中，我们构建了一种用于这种实用的FBR应用的自动控制系统。 FBR不能横向滑行;因此，基于Brockett的研究，它可以被认为是具有非完整约束的机器人。在本研究中，我们使用时间状态控制形式应用控制。该控制方法的轮廓如下。首先，我们使用时间状态和状态控制单元将FBR运动模型转换为时态控制形式。其次，我们构建了一种反馈控制系统，其稳定状态控制单元。第三，我们使用胸鳍运动测量了FBR的推进特性，这对于使用时间态控制形式控制FBR运动的必要条件，并用于分析测量结果。此外，我们改变了胸鳍运动来模拟FBR的推进和转动角速度变得相似。最后，基于测量结果，我们构建并执行了模拟控制系统。

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