基于Matlab/Simulink仿真的轮式挂线机器人能耗分析及优化

王智伟; 张振萌; 贾艳昊; 付鹏豪; 孙爱芹; 袁亮

doi:10.16452/j.cnki.sdkjzk.2023.05.011

山东科技大学学报（自然科学版） ›› 2023, Vol. 42 ›› Issue (05) : 97 -107. DOI: 10.16452/j.cnki.sdkjzk.2023.05.011

基于Matlab/Simulink仿真的轮式挂线机器人能耗分析及优化

王智伟, 张振萌, 贾艳昊, 付鹏豪, 孙爱芹, 袁亮

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摘要

为更准确地评估轮式挂线机器人的能耗，综合考虑机器人滚动阻力、空气阻力和坡度阻力，构建了机器人动力学模型；结合电机模型、电池模型建立轮式挂线机器人能耗仿真模型，分析线路坡度、行驶速度对机器人能耗的影响，并针对能耗进行优化。结果分析表明：爬坡角度由0°增加到30°,机器人能耗增加了4倍；行驶速度由0.5 m/s提升至1.5 m/s,机器人能耗增加了3倍；在保持风阻系数不变的情况下，机器人重量减轻0.5 kg,电池荷电状态提高2.2%,同时功率下降4.9%。