巡线机器人的刚柔耦合动力学特性仿真研究
2021-12-13李刚俊郭成操黄杨森
中国测试 2021年11期
苏 睿,李刚俊,郭成操,张 欢,黄杨森
(1.成都工业学院智能制造学院,四川 成都 611730; 2.中国东方电气集团有限公司,四川 成都 611731)
0 引 言
输电线路是我国电力系统的重要设备,承担电力配送和传输的重任。定期巡视和检查线路是电力部门的重要日常工作[1]。相对于人工线上作业,输电线路机器人因具备减少人工、提高效率、有效消除工作盲区等优势,在输电线路的巡检、除冰、清障等领域得到广泛的应用。
自20世纪80年代起,多国开展了线路机器人的研制,并在机构、控制、通信、电磁兼容等技术问题取得了突破。例如,加拿大魁北克水电研究院的HQ LineRover机器人、日本Hibot公司的Expliner机器人、日本东京电力公司的OPGE、美国TRC公司的悬臂巡线机器人等[2-3]。自20世纪90年代起,国内部分科研院所和高校开始了输电线路机器人的研发。例如,中科院自动化所的三臂悬挂式巡检机器人、武汉水利大学的架空高压线路巡线小车。国防科技大学、武汉大学等高校以及国家电网、南方电网等企业也围绕输电线路机器人进行了研发、应用[4-5]。
国内外围绕机器人动力学建模仿真,开展了大量而深入的研究,相关模型更是其机械结构、控制策略以及电力电子控制方案的基础,机器人的动力学模型精确度更是直接影响机器人控制效率和工作成效,主要包括哈密尔顿法[6]、拉格朗日法[7]、牛顿-欧拉法[8]等,重点从机器人本体的系统角度进行建模,具有较为突出的高阶非线性特征[9]。
为提高输电线路、索具等典……
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