【摘要】：儲(chǔ)油罐是長輸油氣管道輸送介質(zhì)的儲(chǔ)存容器。輸油管道首站的儲(chǔ)油罐用于收集、儲(chǔ)存石油和保證管線輸油量的穩(wěn)定,末站的儲(chǔ)油罐用于接收和儲(chǔ)備來油,并提供給用油單位,在世界范圍內(nèi)都作為主要的能源存儲(chǔ)工具。能源存儲(chǔ)儲(chǔ)罐作為在役設(shè)備,會(huì)由于腐蝕、地殼板塊運(yùn)動(dòng)擠壓等造成罐底或罐壁破損,造成能源大面積泄露等問題。針對儲(chǔ)油罐底腐蝕檢測這一問題提出一種采用儲(chǔ)油罐底腐蝕檢測機(jī)器人進(jìn)行在線巡檢的技術(shù)。根據(jù)工業(yè)儲(chǔ)油罐底在線檢測技術(shù)要求,提出履帶式機(jī)器人掃查控制系統(tǒng)的基本技術(shù)指標(biāo),研究儲(chǔ)油罐底腐蝕檢測機(jī)器人掃查控制系統(tǒng)的兩輪驅(qū)動(dòng)方式。對儲(chǔ)油罐底腐蝕檢測機(jī)器人掃查控制系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析,為系統(tǒng)控制器研究提供理論依據(jù)。為描述儲(chǔ)油罐底腐蝕檢測機(jī)器人掃查控制系統(tǒng)的運(yùn)行姿態(tài),采用慣性導(dǎo)航理論建立掃查控制系統(tǒng)的姿態(tài)描述方法,引入歐拉角坐標(biāo)系變換以及四元數(shù)理論完成掃查控制系統(tǒng)的姿態(tài)解析。研究掃查控制系統(tǒng)的路徑規(guī)劃算法,實(shí)現(xiàn)掃查控制系統(tǒng)的行走路線規(guī)劃,采用PID算法研究速度及方向控制器,實(shí)現(xiàn)對掃查控制系統(tǒng)的速度和運(yùn)行姿態(tài)的閉環(huán)反饋控制;為減小姿態(tài)傳感器動(dòng)態(tài)測量誤差對控制精度造成的影響,引入卡爾曼濾波算法對姿態(tài)傳感器檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)融合。結(jié)合履帶式機(jī)器人的控制理論研究,完成了掃查控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),分別進(jìn)行TFTLCD顯示、姿態(tài)解算、運(yùn)動(dòng)性能、命令控制以及路徑規(guī)劃控制實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:履帶式掃查控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)合理;通過對掃查控制系統(tǒng)速度、姿態(tài)的PID反饋控制實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行和航向校正;基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)融合算法有效減小姿態(tài)傳感器動(dòng)態(tài)測量誤差,降低姿態(tài)結(jié)算后對PID算法控制器控制精度的影響;基于柵格法路徑規(guī)劃的行走策略實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的罐底掃查覆蓋。通過對超聲波儲(chǔ)油罐底腐蝕檢測機(jī)器人掃查控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證采用履帶式超聲波儲(chǔ)油罐底腐蝕檢測機(jī)器人掃查控制系統(tǒng)在線檢測技術(shù)的可行性。
【圖文】：

圖 1.1 儲(chǔ)油罐實(shí)物圖Fig. 1.1 Oil tank physical map靠報(bào)道統(tǒng)計(jì)，在 2010～2014 年期間，，僅在我國出現(xiàn)的罐底泄漏、油現(xiàn)了幾十起。其中在大連的中石油公司，兩年內(nèi)接連發(fā)生了五次嚴(yán)罐內(nèi)原油泄露導(dǎo)致產(chǎn)生大火并造成管道相關(guān)設(shè)備乃至儲(chǔ)罐出現(xiàn)了不

圖 1.2 國內(nèi)某罐區(qū)事故圖Fig. 1.2 Accident map of a certain tank area in China油的儲(chǔ)備且確定石油儲(chǔ)存的安全可靠性問題上，最關(guān)鍵的一石油儲(chǔ)備設(shè)備。假設(shè)石油儲(chǔ)存設(shè)備的安全性可靠性無法確保
【學(xué)位授予單位】：沈陽工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TE988;TP242

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本文編號：2588441