基于改进型自抗扰控制的光伏板清洁机器人路径跟踪控制研究

针对移动式光伏板清洁机器人在清洁作业过程中存在路径跟踪不稳定、低精度等问题,通过分析机器人的运动状态,建立了光伏板清洁机器人路径偏差系统的非线性数学模型,并采用小偏差线性化处理将该系统简化为一个等效的SISO(Single Input Single Output)系统。在传统自抗扰控制理论的基础上,通过改进扩张状态观测器提出一种改进型光伏板清洁机器人自抗扰路径跟踪控制策略。利用MATLAB搭建仿真环境,并进行光伏板清洁机器人路径跟踪仿真实验。结果表明:与传统的自抗扰控制理论相比,改进型控制策略能够减小机器人路径跟踪的运行误差,具有较好的稳定性。一定程度上提高了光伏板清洁机器人路径跟踪的控制精度。

PSO优化模糊PID的光伏板清洁机器人防偏摆运动控制研究

为提高光伏板清洁机器人运动的稳定性,采用粒子群优化(PSO)算法优化模糊PID控制方法对光伏板清洁机器人进行防偏摆运动控制。首先,采用PSO对模糊PID的量化因子和比例因子进行寻优,然后利用PSO参数优化后的模糊PID控制算法构建防偏摆运动控制器,以实现对机器人运动的控制。结果表明,该方法在无干扰和有干扰的情况下,都能使光伏板清洁机器人的偏角接近期望值0 rad,且能将光伏板清洁机器人清洁效率提高到94.22%。由此得出,所提改进方法可实现光伏板清洁机器人车身的稳定控制,并具有较高的清洁效率。

光伏板智能清洁机器人设计与实现

为有效解决光伏板表面灰尘覆盖问题,提高光伏电站光电转化效率,根据目前光伏板安装环境,设计一种光伏板智能清洁机器人。机器人由行走机构、清洁机构、控制模块以及各传感器组成,可在光伏板上自主进行清洁工作。对机器人的行走机构和清洁机构进行设计计算,再通过力学分析得出机器人运动稳定性条件,然后结合机器人功能对机器人的控制系统进行设计,最后制作出机器人样机。通过对机器人进行运动和清洁性能测试,此机器人可在25°以下的斜面上稳定运动,清洁机构对于浮尘或积垢类污渍都具有一定的清洁能力,且机器人可按照设计路径自主完成清洁工作。与传统清洁方式相比,在解决光伏板灰尘覆盖问题的同时,极大地降低了人工成本,减少了水资源的浪费。