輸電線路巡檢機(jī)器人智能控制系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì).pdf

1、輸電線路巡檢機(jī)器人能夠代替人工進(jìn)行線路巡檢工作，提高線路巡檢工作的效率和精度，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益。因而，積極研制性能可靠的巡檢機(jī)器人具有重要的實(shí)用價(jià)值。本文以新型巡檢機(jī)器人機(jī)械本體為控制對(duì)象，研究開(kāi)發(fā)了能實(shí)現(xiàn)巡檢機(jī)器人自主行走和自主越障的智能控制系統(tǒng)。
　　本文通過(guò)研究分析機(jī)器人行走與越障動(dòng)作原理，確定控制系統(tǒng)的功能要求。在對(duì)遞階式控制和專(zhuān)家控制理論進(jìn)行了深入研究的基礎(chǔ)上，提出了專(zhuān)門(mén)的三級(jí)控制結(jié)構(gòu)用于控制系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),規(guī)劃了基

2、于規(guī)則庫(kù)的專(zhuān)家控制系統(tǒng)用于機(jī)器人動(dòng)作規(guī)劃。按照三級(jí)控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求，使用基于研華PCM-3370主板的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為機(jī)器人主控機(jī)，結(jié)合由MV-C320圖像采集卡、VS-902H攝像機(jī)和鏡頭組成的圖像采集設(shè)備，完成組織級(jí)的硬件設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)具有光電隔離電路和串口通信電路的STC89C52單片機(jī)系統(tǒng)作為下位機(jī)；研究，實(shí)現(xiàn)多種傳感器的使用和直流電機(jī)控制；設(shè)計(jì)基于MC33035和MPM3003的無(wú)刷電機(jī)控制模塊，完成執(zhí)行級(jí)的硬件設(shè)計(jì)。同時(shí)，通過(guò)對(duì)

3、具有12路信號(hào)的遙控模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)改造，實(shí)現(xiàn)18路信號(hào)輸出，用于機(jī)器人遙控操作。研究組織級(jí)軟件的功能，確定主控機(jī)軟件功能模塊。采用VC6.0程序設(shè)計(jì)了軟件主界面、串口通信界面和圖像處理界面，實(shí)現(xiàn)了串口通信的部分功能。對(duì)圖像傳輸?shù)姆椒ê椭饕獑?wèn)題進(jìn)行了研究分析。研究執(zhí)行級(jí)單片機(jī)程序功能，編寫(xiě)了主程序、串口通信程序和跨越懸垂線夾程序。對(duì)于遙控模塊程序，提出了一種利用軟件二次譯碼實(shí)現(xiàn)通路擴(kuò)展的方法，設(shè)計(jì)程序流程圖，編寫(xiě)程序。
　　通過(guò)對(duì)上述

4、控制系統(tǒng)的調(diào)試與實(shí)驗(yàn)，證明基于PCM-3370主板的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的運(yùn)行具有良好的穩(wěn)定性和流暢性；無(wú)線遙控模塊收發(fā)信號(hào)具有較高的可靠性和通道擴(kuò)展的可行性。同時(shí)驗(yàn)證了單片機(jī)控制板的正確性。本文工作的創(chuàng)新性，主要有以下幾點(diǎn)：設(shè)計(jì)了基于“遠(yuǎn)程監(jiān)控主機(jī)+組織級(jí)+執(zhí)行級(jí)”的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，提出了基于規(guī)則庫(kù)的機(jī)器人動(dòng)作規(guī)劃方法。根據(jù)這些理論，設(shè)計(jì)了由“遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)+PC/104主板計(jì)算機(jī)+單片機(jī)系統(tǒng)”組成的控制系統(tǒng)。提出了一種擴(kuò)展遙控模塊信號(hào)通道的方法。設(shè)