基于模糊PID控制的输电线路巡检机器人自平衡机理分析

摘要

巡检机器人在风载荷作用下会发生一定的摆动，从而导致巡检结果准确性和可靠性降低，参考旋翼类飞行器设计了巡检机器人在风载荷下的平衡机构.首先，利用电机的动力学方程推导电机电压和转速之间的传递函数，使用叶素法建立旋翼产生的升力与旋翼转速之间的关系，从而建立平衡机构的输入电压和输出升力之间的联系.其次，分析不同方向的风载荷对巡检机器人工作状态的影响，建立了巡检机器人在横向风载荷下的摆动数学模型.最后，将模糊PID(proportional integral derivative)应用于平衡机构的控制中，开展了巡检机器人的数值仿真和样机实验.结果表明：所设计的平衡机构可以有效抑制巡检机器人在风载荷中的摆动.

关键词

巡检机器人 / 风载荷 / 摆动模型 / 平衡机构 / 模糊PID