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高压巡线机器人控制系统研究

易兴邦  
【摘要】:电力输电线路安全可靠运行直接关系到经济的稳定发展,而我国大多采用传统的人工进行巡检作业,难以保证巡检的质量,因此,对电力网络实施有效的巡检,寻求一种能代替人工巡检作业的方法显得尤为重要。 目前研究一种高压巡线机器人解决此问题已经成为热点,但是,国内外未见使用锂电池作为动力源,且可携带检测装置和通讯设备的500kV输电线路的巡线装置,本文的研究是基于这种输电线路以及该线路巡线机器人的机械本体,对其控制系统进行研究。 文章首先讨论了当前国内外高压巡线机器人的研究现状,针对500kV输电线路的巡线机器人机械本体以及线路的特点,设计了一种基于机器人本身自主控制从而实现机器人的越障、行走等的伺服运动控制系统,并进行了研究与设计。 其次,因为对机器人系统体积、重量以及运动有特殊要求,需要对作为机器人主动轮的动力的无刷直流电动机进行数学建模分析,通过其电磁转矩与电流之间的关系,设计出合适的控制系统结构,以得到电机优良控制性能。 再次,考虑到500kV高压输电线路的实际的线路情况环境和其物理特征,要求机器人能够匀速的在线行走以保证图像的采集质量,本文采用模糊PI复合控制策略应用于巡线机器人的主动轮,利用其响应快速、对扰动不敏感的特性来抑制内外干扰影响,采用MATLAB对控制系统进行了仿真。


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