基于多自由度檢測末端的室內無軌式電力巡檢機器人研究

陳 輝，聶 銘

（1.廣東電科院能源技術有限責任公司，廣州 510000；2.廣東電網有限責任公司電力科學研究院，廣州 510000）

0 引言

隨著科學技術的進步，電力巡檢工作被賦予更重要的角色擔當，作為室內巡檢機器人，要完成巡檢配電站室內設備的正常運作的任務，不僅需要具有創建環境圖、計劃巡檢路線和精確定位的能力，還要以創新出具有替代配電站巡檢人員執行電力設備檢測任務的新能力。

本文基于電力配電站室內運行的無軌巡檢機器人為背景，設計了機器人的多自由度機械臂和關節控制模塊，采用PID模糊控制技術對多自由機械臂關節電機控制，以達到運動的效果，實現了在復雜環境下室內巡檢機器人運用機械臂進行檢測目的。

1 多自由度關節的模糊PID控制設計

電力巡檢機器人的多自由度關節機械臂驅動核心是直流無刷電機的控制。鑒于直流無刷電動機可以運行在復雜環境中的特點，本文采用模糊PID控制技術有效地提升了直流無刷電動機的運作效率。在運行環境下，對于配電站室內眾多電氣設備的末端檢測問題。首先，結合模糊控制原理進行了系統設計工作，給出被控對象的傳導函數。其次，運用模糊控制原理，本文構造模糊PID邏輯控制器，以自動求解PID參數值。最后，通過定位傳感器采樣測量無刷直流電動機傳導精度，并使用MATLAB仿真并分析轉速曲線。

1.1 直流無刷電機模型

在機器人機械臂的應用中，采用無刷直流電動機控制機械臂的運動可以獲得很好的傳導速度與動作精度。……