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作者:杨智勇;章子玉;张常进;张超;段桦;
单位:湖北工业大学农机工程研究设计院湖北省农业机械工程研究设计院;湖北工业大学机械工程学院;
摘要:【目的】针对高压输电线路巡检机器人爬坡易打滑、环境适应性不足的问题,提出一种前后行走轮电动机实时自适应转矩分配方法,以提升机器人爬坡能力与运行稳定性。【方法】首先,建立机器人匀速爬坡静力学模型,推导前、后轮驱动力矩与爬坡角度的映射关系;其次,设计匹配重力负载的双电动机驱动转矩分配系统;最后,构建基于模糊神经网络比例-积分-微分(ProportionalIntegral-Derivative, PID)算法的控制系统,实时修正前、后轮驱动转矩,将滑转率控制在0.2以内。【结果】仿真与试验结果表明,该方法使机器人最大爬坡角从15°提升至30°;相较于模糊PID和传统PID控制,模糊神经网络PID控制的响应速度分别提高88.33%与89.14%,超调量分别降低77.35%与82.50%;坡度0°~30°时,行走轮滑转率均小于0.2,满足巡检作业要求。
关键词:巡检机器人;;爬坡;;滑转率;;转矩分配;;模糊神经网络PID
基金资助:国家自然科学基金项目(51907055);; 湖北省科技创新人才计划项目(2023DJC092);; 湖北省教育厅中青年项目(Q20191404)