吉林大学学报(工学版) ›› 2017, Vol. 47 ›› Issue (2): 567-576.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201702031

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高压巡检机器人下坡节能控速方法

杨智勇1, 吴功平1, 2, 王伟1, 郭磊1, 杨守东3, 曹琪3, 张义杰1, 胡鹏1   

  1. 1.武汉大学 动力与机械学院,武汉 430072;
    2.广东科凯达智能机器人有限公司,广东 佛山 528300;
    3.国家电网吉林省电力有限公司 白山供电公司,吉林 白山 134300
  • 收稿日期:2015-10-26 出版日期:2017-03-20 发布日期:2017-03-20
  • 通讯作者: 王伟(1978-),男,讲师,博士.研究方向:电力作业机器人.E-mail:whuww@whu.edu.cn
  • 作者简介:杨智勇(1987-),男,博士研究生.研究方向:电力作业机器人.E-mail:zhiyongyang@whu.edu.cn
  • 基金资助:
    广东省智能机器人重大专项项目(2015B090922007); 佛山市创新科研团队项目(2015IT100143); 南方智谷引进团队项目(2015CXTD01).

Energy saving control method of downslope speed for high-voltage transmission line inspection robot

YANG Zhi-yong1, WU Gong-ping1, 2, WANG Wei1, GUO Lei1, YANG Shou-dong3, CAO Qi3, ZHANG Yi-jie1, HU Peng1   

  1. 1.School of Power and Mechanical Engineering, Wuhan University, Wuhan 430072, China;
    2.Guangdong Keystar Intelligence Robot Co., Ltd., Foshan 528300, China;
    3.Baishan Power Supply Bureau,State Grid Jilin Electric Power Co.,Baishan 134300, China
  • Received:2015-10-26 Online:2017-03-20 Published:2017-03-20

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251

摘要： 为了减少高压线路巡检机器人能量消耗并对下坡速度进行控制,提出了一种回馈制动与能耗制动相结合的无动力下坡控速方法。通过对下坡过程中机器人受力分析,设计了前轮回馈制动以及后轮能耗制动相结合的控速与能量回收方案。根据输电线路悬链线结构模型特征,提出了机器人无动力恒速下坡控制策略,依据对前后轮无动力恒速下坡特性分析,求解前轮直流电机能量回馈的转速范围,通过调节系统PWM波占空比实现对机器人后轮能耗控速。采用RBF神经网络控制方法对因传感器检测及线路工况等影响因素引起的控制系统PWM波占空比误差进行修正。通过在模拟高压线路和实际高压线路试验验证,结果表明该方法能够达到下坡控速和减少能耗的目的。

关键词: 自动控制技术, 巡检机器人, 架空输电线路, 能耗制动, 回馈制动

Abstract: In order to decrease the energy consumption of the inspection robot for high-voltage transmission lines and control the downslope speed, a speed control method without motive power is proposed. The proposed method combines the regenerative braking and dynamic braking. By analyzing the force of the robot in downslope process, speed control and energy recovery schemes are designed, which combine front wheel regenerative braking and rear wheel dynamic braking. According to the catenary construction feature of the lines, a strategy to control the robot at constant speed without motive power in the downslope process is presented. Based on characteristic analysis of the front and rear wheels when the robot is going downslope at constant speed without motive power, the range of speed of the direct current dynamo of front wheel for energy feedback is obtained. The speed control of the rear wheel energy consumption is realized by adjusting PWM wave duty cycle. The PWM wave duty cycle error of the control system, which is caused by the factors, such as sensor check and line working conditions, is corrected by adopting RBF neural network control model. Experiments are carried out on both simulated and real high-voltage transmission lines. Results show that the proposed method can achieve the purpose of downslope speed control and saving energy consumption.

Key words: automatic control technology, inspection robot, high-voltage transmission lines, energy braking, regenerative braking

中图分类号: 

  • TP242.6
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