基于FPGA的变电站巡检机器人运动控制系统设计与实现

发布时间：2021-03-23 20:40

　　变电站巡检机器人可降低运行人员工作的强度,提高巡检工作的质量,减少人工巡检的漏检隐患,提高巡检工作的效率。因此研究和开发变电站巡检机器人,具有重要的社会和经济意义。当前变电站机器人发展的主要技术难题有行驶控制算法、路径规划和传感器技术等。本课题以变电站巡检机器人的研究为对象,以设计开发一种基于FPGA变电站巡检机器人运动控制系统为目标,围绕运动控制算法、智能快速寻迹算法和运动控制系统的硬件实现,进行了比较深入的研究,主要工作和结论如下:针对机器人转向问题,提出了采用基于模糊PID的参数自整定电子差速控制策略。在MATLAB/Simulink中搭建了驱动电机的仿真模型并进行了仿真研究,设计了一种基于模糊PID的改进型电子差速转向控制器,仿真结果表明,该转向控制器,可降低机器人转向过程中的震动,减少转向过程中的不稳定因素。针对巡检机器人的自主行走,提出了一种Dijkstra与蚁群算法的融合路径规划算法,利用改进的可视图法对机器人的循迹环境重新划分,应用Dijkstra算法首先进行一次加速循迹,在此结果上再利用蚁群算法进行二次加速精确循迹,既快速又准确的得到了全局最优路径,并在Matlab中... 

【文章来源】：湖南工业大学湖南省

【文章页数】：81 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

三菱变电站巡检机器人文献[17]介绍了日本的“PhaseⅡ”巡检机器人，但是此机器人仍为通过人

图 1-2 高空线路温度巡检机器人的成像设备与机器视觉技术完成对巡由于单纯的依靠图像与控制算法去判成误检，埋下隐患。Gueaieb W 通过射同样仅仅依靠单独的传感器进行路径]。了变电站巡检机器人的概念，2002 年室，主要研究机器人在变电站巡检的站巡检机器人样机，经过国家与多方变电站得到了广泛的推广[24]。

图 1-2 高空线路温度巡检机器人提出了通过机器人搭载的成像设备与机器视觉技术完成对巡检设备的判断，进而完成巡检项目。但是由于单纯的依靠图像与控制算法去判断巡检目标，机器人可执行率低，容易造成误检，埋下隐患。Gueaieb W 通过射频技术完成了变电站巡检机器人的定位，同样仅仅依靠单独的传感器进行路径识别，错误率高，无法满足巡检的要求[23]。1.2.2 国内研究现状我国在 1999 年提出了变电站巡检机器人的概念，2002 年国家电网公司成立了电力机器人技术实验室，主要研究机器人在变电站巡检的应用。山东电科院在我国率先研制出变电站巡检机器人样机，经过国家与多方面的支持研制出了多代原型机并且在国内变电站得到了广泛的推广[24]。

【参考文献】：
期刊论文
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硕士论文
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[2]齿轮倒角机专用数控系统的研究与开发[D]. 陈洪振.扬州大学 2015
[3]基于无刷直流电动机的电动汽车差速控制设计[D]. 尹伟江.大连理工大学 2009



本文编号：3096394