變電站巡檢的主要目的是實時檢測變電站各設備運行情況和現(xiàn)場工作情況,并把相關信息反饋給變電站管理部門,減輕工作人員負擔,使變電站的運行更加安全可靠。本文根據(jù)變電站巡檢需求設計了一款二輪差速驅(qū)動巡檢機器人,并對其控制系統(tǒng)進行研究。論文的主要工作如下:首先,根據(jù)變電站巡檢需求對機械結構進行了優(yōu)化比較,設計實現(xiàn)了機械結構,并對巡檢機器人的自動充電裝置和防水結構進行了設計,使其能夠持續(xù)完成巡檢任務并適應變電站復雜的氣候環(huán)境。其次,設計了巡檢機器人的控制系統(tǒng),其中包括整體架構、總體設計和控制方案設計,并根據(jù)性能需求對變電站巡檢機器人的搭載設備進行選型,以STM32單片機為主控制器,選擇了驅(qū)動器及傳感器,設計了多電壓輸出電路板,以滿足搭載設備的不同電壓需求。然后,研究二輪驅(qū)動差速運動學模型,并且利用自適應PID控制算法對巡檢機器人進行控制,在MATLAB軟件中對直線、曲線進行了仿真�？紤]實際控制的需要,利用RFID校準的里程計定位系統(tǒng)實現(xiàn)了巡檢機器人的定位,使巡檢機器人在循跡過程中測得的數(shù)據(jù)更加精確。最后,利用巡檢機器人實驗平臺,對定位模塊進行了測試,并進行了磁循跡實驗,包括直線循跡實驗、曲線循跡實... 

【文章來源】：安徽大學安徽省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

自主移動機器人ShakeyFig.1-1autonomousmobilerobotShakey

安徽大學碩士學位論文3圖1-2日本軌道式巡檢機器人Fig.1-2Japaneseorbitinspectionrobot此外，加拿大魁北克水電研究院研發(fā)出可以遠程實時遙控和實現(xiàn)遠程監(jiān)控的巡檢機器人，在多個變電站進行巡檢任務，如圖1-3所示，該機器人搭載了可見光圖像采集系統(tǒng)和紅外熱像儀，在行進過程中不斷對變電站進行信息采集，遠程PC裝置以無線形式接收巡檢機器人采集到的數(shù)據(jù)，由工作人員在室內(nèi)進行觀察分析[18-20]。并且，巡檢機器人配備了遙控裝置，實現(xiàn)實時遙控其移動位置，對特殊點或者固定點進行巡查[21]。圖1-3加拿大變電站巡檢機器人Fig.1-3CanadianSubstationInspectionRobot2008年，巴西圣保羅大學開發(fā)出用熱點源監(jiān)測系統(tǒng)對變電站運行期間故障檢測的移動機器人，如圖1-4所示，為了定期檢查變電站設備熱現(xiàn)象，研制出一種可以記錄熱圖像的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠自動接收相關信息，操作員也可以配置所有參數(shù)，在故障發(fā)生初期就可以檢測出來，當時將紅外熱像儀用于故障檢測已成為一種普遍的做法[22-25]。另外，紅外熱像儀可以自動在變電站內(nèi)移動并定位以收集可能的關鍵點圖像，使變電站更加可靠運行[26]。

第一章緒論4圖1-4巴西熱點檢測機器人Fig.1-4Brazilhotspotmonitoringrobot2012年，新西蘭電網(wǎng)和梅西大學合作研發(fā)出可適用于各種地形的變電站巡檢機器人，該巡檢機器人上面裝有超聲波傳感器和防碰撞的可見光攝像頭，也搭載了可以傳輸變電站現(xiàn)場圖像和視頻的高清攝像頭，如圖1-5所示，目前此移動機器人僅可以通過遠程遙控控制其運行工作[27-29]。圖1-5新西蘭電網(wǎng)和梅西大學聯(lián)合研發(fā)巡檢機器人Fig.1-5NewZealandPowerGridandMasseyUniversityjointlydevelopinspectionrobot在關鍵技術方面，在2008年，D.A.Carnegie等人為實現(xiàn)機器人自主運行提出了一種可以利用慣性導航以及全球定位系統(tǒng)的技術，該系統(tǒng)實時性和定位精度較高[30]。2010年，SuzuKiT提出了在機器視覺和數(shù)字地圖視覺基礎上的導航方案，并將其應用在巡檢機器人上完成巡檢工作[31]。GueaiebW提出了機器人的射頻定位方法，并把RFID技術應用在巡檢機器人領域。Joon-YoungPark等人分析總結了前人對巡檢機器人的工作，認為需要進一步提高智能化水平，立體視覺技術將是發(fā)展方向[32]。綜上所述，變電站巡檢機器人雖然在國外研究較早，但還是有很多問題并沒有得到

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本文編號：3599360