磁弹性微型游泳机器人在外部干扰和复杂路径下的精确跟踪控制

基于磁弹性复合材料设计一种毫米级微型游泳机器人，利用三维亥姆霍兹线圈实现空间均匀磁场对机器人的无缆驱动，通过时变旋转磁场来改变机器人的运动姿态，从而实现机器人的游泳动作。介绍微型游泳机器人结构及制作流程，并利用Abaqus建立仿真模型，通过有限元仿真和试验对机器人的游泳特性进行对比分析，研究磁场频率、强度对游泳速度的影响。在此基础上，采用改进型视距导航控制方法提高游泳机器人的抗干扰能力，同时提出一种速度模糊自适应算法和头尾转换控制实现了对复杂规划路径的精确跟踪，试验结果表明，该算法能克服常规匀速视距导航控制易发生跟踪点丢失、无法再次回归跟踪路径等缺点，并能很好地减小路径跟踪误差，为磁控微型游泳机器人的精确控制提供了新思路。