变电站设备带电维护移动机器人控制系统研究
发布时间：2021-12-24 09:09
随着电网的不断发展,变电站设备运行状态的维护等问题也变得日益彰显,变电站作为整个电网重要的输电节点和枢纽,其设备故障和存在的安全隐患,会给用户以及社会带来很大的损失。因此,变电站设备的日常维护作业是保证电网安全、稳定运行主要的手段之一。传统的人工维护需在停电的状态下完成维护作业,并且难以直接获取变电站设备早期与事后维护的评估等。随着机器人技术、在线检测技术等技术的成熟发展,移动机器人已在变电站设备巡检中得到很好的应用,但目前也只是应用在室外变电站设备巡检中,还很难进行设备维护处理。所以,移动机器人能够对变电站设备进行带电维护是未来电网的必然发展方向,也可加快推进无人值守智能变电站的进程。本课题在国家“863”项目的资助下,研究和设计了变电站设备带电维护移动机器人控制系统,能够满足变电站设备带电维护的需求。该维护移动机器人具有人机交互和局部智能控制,可有效对变电站设备进行预报、控制和维护,并且还可以提高变电站智能化程度,保障电网安全可靠地运行。论文主要创新点与具体研究工作如下:（1）通过对变电站维护移动机器人国内外发展现状的研究和分析,设计了基于Mecanum轮的变电站设备带电维护移动机...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 全方位移动机器人研究现状
1.2.2 变电站维护机器人研究现状
1.3 本课题主要研究内容
第2章 变电站设备带电维护移动机器人系统结构组成概述
2.1 变电站设备带电维护移动机器人需求分析
2.2 变电站设备带电维护移动机器人机械结构设计
2.2.1 设计流程
2.2.2 机械结构
2.3 变电站设备带电维护移动机器人控制系统的硬件选型
2.3.1 控制器和扩展模块的选型
2.3.2 电机和驱动器的选型
2.3.3 传感器的选型
2.3.4 电源的选型
2.4 变电站设备带电维护移动机器人软件的设计
2.5 本章小结
第3章 变电站设备带电维护移动机器人的建模分析
3.1 变电站设备带电维护移动平台的轮组最优布局选择
3.1.1 MECANUM轮参数几何关系
3.1.2 MECANUM轮偏置角的确定
3.1.3 MECANUM轮与系统的运动学方程
3.1.4 MECANUM轮组最优布局的选择
3.2 变电站设备带电维护移动机器人移动平台建模分析
3.2.1 基于两轮差速驱动的移动平台模型分析
3.2.2 基于MECANUM轮的移动平台运动学建模分析
3.2.3 基于MECANUM轮的移动平台动力学建模分析
3.3 变电站设备带电维护机械臂运动学建模分析
3.3.1 运动学建模
3.3.2 正运动学分析
3.3.3 正运动学仿真
3.3.4 逆运动学分析
3.3.5 逆运动学仿真
3.4 本章小结
第4章 变电站设备带电维护移动机器人路径规划研究
4.1 引言
4.2 分层混合式复杂系统任务规划逻辑模型
4.3 基于模糊认知图的变电站设备带电维护移动机器人上层规划
4.3.1 模糊认知图相关理论知识
4.3.2 模糊认知图应用研究
4.4 基于模糊控制算法的变电站设备带电维护移动机器人路径规划
4.4.1 模糊控制算法相关理论知识
4.4.2 模糊控制算法的应用研究
4.4.3 仿真实验
4.5 本章小结
第5章 变电站设备带电维护移动机器人控制系统的设计与实现
5.1 复杂混合式分层控制系统
5.1.1 上位机控制系统
5.1.2 信息处理系统
5.1.3 车载控制系统
5.2 维护任务运动控制的实现
5.2.1 MOTION PERFECT软件介绍
5.2.2 维护任务运动控制策略
5.2.3 子程序设计
5.3 上位机控制系统的设计
5.4 实验验证
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
参考文献
后记
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊认知图的变电站巡检机器人的行为规划研究[J]. 张营,鲁守银,李建祥,慕世友. 黑龙江大学自然科学学报. 2017(03)
[2]高压变电站设备带电水冲洗机器人系统研究[J]. 张营,鲁守银,苏建军. 高电压技术. 2017(04)
[3]移动机器人在高压变电站中的应用[J]. 鲁守银,张营,李建祥,慕世友. 高电压技术. 2017(01)
[4]智能变电站二次设备缺陷分析专家系统的研究与应用[J]. 孙金莉,李煜磊,冯凝,张园园. 电网与清洁能源. 2016(10)
[5]中医按摩机器人治疗方案行为决策[J]. 张营,鲁守银. 黑龙江大学自然科学学报. 2016(04)
[6]基于虚拟样机和有限元分析的拉臂车拉臂结构强度分析[J]. 宋世平,刘大维. 机械设计与制造工程. 2016(07)
[7]模糊认知图与证据理论融合的质量控制决策模型[J]. 周娟,余忠华,侯智. 系统工程理论与实践. 2016(05)
[8]满足复杂要求的机器人最优巡回控制系统设计与实现[J]. 欧林林,陈浩,肖云涛,程诚,俞立. 控制理论与应用. 2016(02)
[9]智能变电站二次设备状态监测研究综述[J]. 蔡骥然,郑永康,周振宇,刘明忠,孟雷,陈迟. 电力系统保护与控制. 2016(06)
[10]基于Hopfield神经网络的变电站巡检机器人自主导航方法[J]. 张营,鲁守银. 制造业自动化. 2015(21)
硕士论文
[1]基于模糊控制的水冲洗移动机器人液压伺服控制系统的研究[D]. 郭祥洋.山东建筑大学 2016
[2]基于差分GPS的变电站巡检机器人定位导航系统的研究[D]. 魏苇.哈尔滨工业大学 2015
[3]基于麦克纳姆轮的全向重载移动技术研究[D]. 朱浩.南京航空航天大学 2015
[4]基于Mecanum轮的全方位移动机器人研究[D]. 周美锋.南京航空航天大学 2014
[5]全方位运动电动轮椅的系统设计与研制[D]. 郭哲.浙江大学 2014
本文编号：3550211
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
1.1 课题研究的背景及意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 全方位移动机器人研究现状
1.2.2 变电站维护机器人研究现状
1.3 本课题主要研究内容
第2章 变电站设备带电维护移动机器人系统结构组成概述
2.1 变电站设备带电维护移动机器人需求分析
2.2 变电站设备带电维护移动机器人机械结构设计
2.2.1 设计流程
2.2.2 机械结构
2.3 变电站设备带电维护移动机器人控制系统的硬件选型
2.3.1 控制器和扩展模块的选型
2.3.2 电机和驱动器的选型
2.3.3 传感器的选型
2.3.4 电源的选型
2.4 变电站设备带电维护移动机器人软件的设计
2.5 本章小结
第3章 变电站设备带电维护移动机器人的建模分析
3.1 变电站设备带电维护移动平台的轮组最优布局选择
3.1.1 MECANUM轮参数几何关系
3.1.2 MECANUM轮偏置角的确定
3.1.3 MECANUM轮与系统的运动学方程
3.1.4 MECANUM轮组最优布局的选择
3.2 变电站设备带电维护移动机器人移动平台建模分析
3.2.1 基于两轮差速驱动的移动平台模型分析
3.2.2 基于MECANUM轮的移动平台运动学建模分析
3.2.3 基于MECANUM轮的移动平台动力学建模分析
3.3 变电站设备带电维护机械臂运动学建模分析
3.3.1 运动学建模
3.3.2 正运动学分析
3.3.3 正运动学仿真
3.3.4 逆运动学分析
3.3.5 逆运动学仿真
3.4 本章小结
第4章 变电站设备带电维护移动机器人路径规划研究
4.1 引言
4.2 分层混合式复杂系统任务规划逻辑模型
4.3 基于模糊认知图的变电站设备带电维护移动机器人上层规划
4.3.1 模糊认知图相关理论知识
4.3.2 模糊认知图应用研究
4.4 基于模糊控制算法的变电站设备带电维护移动机器人路径规划
4.4.1 模糊控制算法相关理论知识
4.4.2 模糊控制算法的应用研究
4.4.3 仿真实验
4.5 本章小结
第5章 变电站设备带电维护移动机器人控制系统的设计与实现
5.1 复杂混合式分层控制系统
5.1.1 上位机控制系统
5.1.2 信息处理系统
5.1.3 车载控制系统
5.2 维护任务运动控制的实现
5.2.1 MOTION PERFECT软件介绍
5.2.2 维护任务运动控制策略
5.2.3 子程序设计
5.3 上位机控制系统的设计
5.4 实验验证
5.5 本章小结
第6章 总结与展望
6.1 研究总结
6.2 研究展望
参考文献
后记
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于模糊认知图的变电站巡检机器人的行为规划研究[J]. 张营,鲁守银,李建祥,慕世友. 黑龙江大学自然科学学报. 2017(03)
[2]高压变电站设备带电水冲洗机器人系统研究[J]. 张营,鲁守银,苏建军. 高电压技术. 2017(04)
[3]移动机器人在高压变电站中的应用[J]. 鲁守银,张营,李建祥,慕世友. 高电压技术. 2017(01)
[4]智能变电站二次设备缺陷分析专家系统的研究与应用[J]. 孙金莉,李煜磊,冯凝,张园园. 电网与清洁能源. 2016(10)
[5]中医按摩机器人治疗方案行为决策[J]. 张营,鲁守银. 黑龙江大学自然科学学报. 2016(04)
[6]基于虚拟样机和有限元分析的拉臂车拉臂结构强度分析[J]. 宋世平,刘大维. 机械设计与制造工程. 2016(07)
[7]模糊认知图与证据理论融合的质量控制决策模型[J]. 周娟,余忠华,侯智. 系统工程理论与实践. 2016(05)
[8]满足复杂要求的机器人最优巡回控制系统设计与实现[J]. 欧林林,陈浩,肖云涛,程诚,俞立. 控制理论与应用. 2016(02)
[9]智能变电站二次设备状态监测研究综述[J]. 蔡骥然,郑永康,周振宇,刘明忠,孟雷,陈迟. 电力系统保护与控制. 2016(06)
[10]基于Hopfield神经网络的变电站巡检机器人自主导航方法[J]. 张营,鲁守银. 制造业自动化. 2015(21)
硕士论文
[1]基于模糊控制的水冲洗移动机器人液压伺服控制系统的研究[D]. 郭祥洋.山东建筑大学 2016
[2]基于差分GPS的变电站巡检机器人定位导航系统的研究[D]. 魏苇.哈尔滨工业大学 2015
[3]基于麦克纳姆轮的全向重载移动技术研究[D]. 朱浩.南京航空航天大学 2015
[4]基于Mecanum轮的全方位移动机器人研究[D]. 周美锋.南京航空航天大学 2014
[5]全方位运动电动轮椅的系统设计与研制[D]. 郭哲.浙江大学 2014
本文编号：3550211
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/dianlidianqilunwen/3550211.html
