基于RTK北斗和激光雷达的巡检机器人导航系统研究

针对传统移动巡检机器人采用磁导轨、固定导轨导航等方式的不足,提出采用带惯导的高精度差分北斗系统和激光雷达导航方式,设计出集全局地图与局部地图相结合的移动巡检机器人导航系统。全局地图导航方式采用预瞄PID算法。局部地图构建采用激光雷达记录障碍物离散数据点,经聚类、曲线拟合等步骤还原障碍物边缘信息得到实时局部栅格地图,采用人工势场路径规划避障方式。最后实验采集数据并仿真,验证cm级避障效果。

智能配电自动化远方终端数据采集系统设计

配电自动化远方终端设备数据采集系统在配电网监控方面起到决定性作用。针对传统数据采集系统设计复杂度高、精度低等不足,采用在ARM控制器外扩16位高精度A/D采样芯片,配合测频电路设计出实时调节采样频率的新型数据采集系统架构。对数据进行软件滤波,并采用快速傅里叶变换提高实时性。采用信号发生器和高精度开关电源作为信号输入,分别进行了频率测试、电压精度测试和快速傅立叶变换实验。实验结果表明,简化后的终端数据采集系统具有较高精度和稳定性。

巡检机器人云台远程控制系统的设计

巡检机器人云台控制系统是机器人完成巡检任务的关键部分之一,建立了机器人终端和远程监控间的通信,制定了精简的云台通信协议,设计了远程监控人机交互界面,提出按权重分配带宽算法来提高图像传输质量,最终实现云台的远程控制。测试结果表明,该云台远程控制系统稳定可靠,提高了通信效率,对巡检行业具有一定的适用性和参考价值。

基于IEC61850的智能配电网主站级通信系统研究

针对智能配电网自动化通信系统中主站级别通信方式的不同,提出应用层映射到web services协议的方式;在信息建模过程中,对IEC61850标准中就地保护逻辑节点模型进行扩展,提出智能配电网就地保护逻辑设备信息模型,此信息模型是基于IEC61850标准而特别提出的;完成对智能测控终端信息模型的建立和终端通信板的软硬件平台设计;最后在此平台下验证了此法的可行性,进一步推进了IEC61850标准在智能配网自动化通信系统中的应用。

基于嵌入式ARM和组合滤波的巡检机器人轮速控制

巡检机器人在未来将应用到工业和生活各个领域,轮速控制系统是实现机器人自主巡检的关键环节。针对工程研发过程中遇到的问题和传统控制系统滤波方式的优缺点,设计了三种滤波相融合的机器人轮速控制系统滤波方案,并在STM32F103嵌入式ARM控制器中采用增量式PID控制算法对其进行轮速控制。实验对复合滤波器使用前后进行实物数据采样和图表对比,验证了三种滤波器的组合方案可以使巡检机器人轮速控制精度较滤波前有较大提高,轮速偏差均值提升至0.6 r/min。

配网终端数据采集和通信单元的设计

设计配电自动化远方终端设备（DTU）时,实时数据的采集处理和通信方式的实现是关键环节。数据采集处理的及时性和准确性将影响DTU的性能,通信协议的选取影响数据传输的稳定性。用FFT算法进行数据的提取,在嵌入式ARM-Cortex M3平台上搭建实时操作系统μC/OS-Ⅱ,并植入Lw IP协议栈,依据IEC60870-5-104系列协议实现通信。该设计能有效地实现数据的获取和通信的连接,具有较好应用价值。