在CERN探测器磁环境中对室内飞进行任务分析,动态和强大的控制
Francesco Mazzei1, Lorenzo Teofili2, Fabio Curti3
1Automation Robotics and Control for Aerospace (ARCA) Laboratory, School of Aerospace Engineering, University of Rome La Sapienza, Rome, Italy.
Frontiers in robotics and AI
|October 30, 2023
概括
在CERN的机器人飞 (轻于空气的无人驾驶飞行器) 可行性研究表明,它可以在恶劣的环境中进行粒子探测器检查. 这项技术提供了更安全,更有效的维护,减少了人类的辐射暴露和停机时间.
科学领域:
- 机器人和自动化机器人与自动化
- 粒子物理仪器仪器仪表 粒子物理仪器仪表
- 环境工程 环境工程
背景情况:
- 在CERN的下一代粒子探测器需要机器人系统进行检查和维护.
- 具有高磁场和辐射的恶劣洞穴环境对系统设计和运行构成挑战.
研究的目的:
- 进行关于使用机器人飞 (轻于空气的无人驾驶飞行器) 在CERN粒子探测器周围进行空中检查和绘制地图的可行性研究.
- 为了应对磁场和探测器环境中的操作不确定性所带来的挑战.
主要方法:
- 介绍CERN的任务场景和探测器环境.
- 提出了一种新的实证模型,用于估计来自电磁电机的磁性干扰.
- 参考气和控制系统的设计,比较计算扭矩控制 (CTC),滑动模式控制 (SMC) 和非单元终端滑动模式控制 (NTSMC).
- 考虑动态参数不确定性和磁性干扰的轨迹跟踪模拟.
主要成果:
- 飞在复杂的模拟环境中成功遵循了所需的轨迹.
- 控制系统表现出稳定性和准确性,尽管磁场干扰和参数不确定性.
- 拟议的磁性干扰模型提供了控制系统设计的估计.
结论:
- 机器人直升机是空中检查和绘制挑战性室内环境的可行解决方案,例如CERN的粒子探测器洞穴.
- 这项技术提高了设施监控和维护效率,减少了人类的辐射暴露,并最大限度地减少了探测器停机时间.
