基于模糊PID的电力铁塔攀爬机器人末端位姿控制研究

电力铁塔攀爬机器人工作过程中末端位姿易发生偏移,导致机器人末端位姿控制难度增加,所以提出基于模糊PID的电力铁塔攀爬机器人末端位姿控制方法。构建电力铁塔攀爬机器人的运动学模型,分析机器人末端位姿参数变化,获得攀爬机器人位姿偏移值。通过模糊推理策略计算位姿偏移值和PID比例、积分和微分三个控制参数之间的关联,确定机器人末端位姿的模糊控制规则,利用改进人工鱼群算法优化模糊PID初始参数,以此实现电力铁塔攀爬机器人末端位姿控制。测试结果显示:该方法攀爬机器人末端位置计算精度较高,位姿偏移值较小,在有无障碍物两种情况下的平均控制误差低于0.25 cm,能够实现机器人不同攀爬工况下的末端位姿控制。

冗余驱动支链对3RPS并联机构刚度的改善

在考虑雅可比矩阵变化与动平台姿态偏移之间映射关系的基础上,基于螺旋理论和矢量微分法建立了3RPS并联机构末端位姿偏移与支链构件变形之间的映射模型。首先采用螺旋理论和矢量微分法分析了支链各构件刚度与整个支链刚度之间的关系,然后建立了3RPS并联机构的瞬时刚度模型,并分析了雅可比矩阵的变化对机构刚度的影响。对冗余驱动支链改善并联机构刚度的原理进行了分析,建立了冗余驱动并联机构的整机刚度模型。仿真分析和实验验证,冗余驱动支链确实能够改善并联机构的刚度。

基于移动式X射线检测系统的管道壁厚测量方法

为解决移动式X射线管道检测系统中管道中心偏移引起的壁厚测量偏差问题,提出了一种管道壁厚测量方法。首先,在移动式X射线检测系统中获取投影图像;然后,使用U-Net神经网络处理投影图像以抑制噪声和伪影引起的干扰,从而准确提取管道内外径边缘等关键点的位置信息;最后,根据提出的基于偏心校正的管道壁厚计算方法得到管壁厚度。仿真和实验结果表明,该管道壁厚测量方法得到的壁厚相对误差小于5%,可以实现准确的管道壁厚检测。