高慶吉，武曉霞，劉　芳，李萬民
中國民航大學機器人研究所，天津

東北電力大學自動化學院，吉林吉林

摘　　　要：飛機表面爬行機器人是一個復雜的離散事件和連續動態事件相結合的混成運動系統，為描述系統的靜態特性和動態行為，提出一種分層可控混成Ｐｅｔｒｉ網模型。依據爬行運動機構定義了Ｐｅｔｒｉ網模型組成元素，建立了爬行機器人單軸和雙軸分層可控混成Ｐｅｔｒｉ網，該模型可接收上層運動軌跡指令并輸出爬行動作序列。實驗表明，基于該模型實施的飛機模擬機艙表面爬行控制安全可靠，驗證了模型的正確性和實用性。

關　鍵　詞：混成系統；可控混成Ｐｅｔｒｉ網模型；高層控制；可靠運動

１　引　言
機器人攜帶磁光成像儀在飛機表面爬行，用于檢查飛機蒙皮缺陷，具有高效、準確和安全的優勢，是目前解決飛機蒙皮缺陷檢查的先進手段［１］。與其他機器人不同，它的運動機構由氣缸、吸盤及電機控制的絲杠等組成，控制系統包含連續量和離散量，機器人在復雜三維曲面環境下工作，動作流程復雜、可靠性要求高。因此，為實施有效的運動控制和可靠性分析，建立一種形式化的模型來描述各部分之間的協同性至關重要。Ｐｅｔｒｉ網是系統描述和建模的有力工具之一，它以圖形方式描述系統，同時又是嚴格定義的數學對象，既可用于靜態的結構分析，又可用于動態的行為分析［２］。在工作流系統模型描述和分析方面，Ｐｅｔｒｉ網顯示出強大的模型描述和性能分析能力。而爬行機器人系統運行可分解成各子系統任務的組合，因此可考慮應用Ｐｅｔｒｉ網描述機器人系統。本文提出一種分層可控混成Ｐｅｔｒｉ網，能同時描述離散控制過程和連續動態過程，而且在分層化、可擴充性等方面滿足建模需求。從上層得到其控制規則，使控制邏輯更加合理，并滿足機器人可靠運動要求。

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