【摘 要】
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我国是世界上电网系统最庞大且复杂的国家之一。由于幅员辽阔且地形复杂,我国许多架空输电线路所处的环境十分恶劣,长期受到各种恶劣气候的侵蚀,致其破损或老化,威胁电网运行安全。因此,对于受损或老化严重的线路必须进行更换,否则,一旦发生断线故障则可能引发电力系统崩溃,造成大范围停电。传统的人力更换方式存在作业风险高且作业效率低的问题,通过机器人辅助电力工人完成架空线更换作业是解决这一问题的重要研究方向,具
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我国是世界上电网系统最庞大且复杂的国家之一。由于幅员辽阔且地形复杂,我国许多架空输电线路所处的环境十分恶劣,长期受到各种恶劣气候的侵蚀,致其破损或老化,威胁电网运行安全。因此,对于受损或老化严重的线路必须进行更换,否则,一旦发生断线故障则可能引发电力系统崩溃,造成大范围停电。传统的人力更换方式存在作业风险高且作业效率低的问题,通过机器人辅助电力工人完成架空线更换作业是解决这一问题的重要研究方向,具有积极的意义。论文以辅助架空线更换机器人为研究对象,对其导线牵引技术展开研究。对于导线牵引技术的导线牵引机构:设计了一种新的“双盘式”导线牵引机构,通过夹紧与栓套的设计保证导线不会滑脱。对于导线牵引技术的直流伺服系统:对适用于机器人高空导线牵引的直流无刷电机伺服系统进行硬件设计,并选择PID控制策略对直流无刷电机的转速和电流进行控制。针对直流无刷电机的转矩脉动问题,建立了直流无刷电机的数学模型并分析其转矩脉动的产生原因,提出了两种新的转矩脉动抑制方法,即拟PWM＿ON＿PWM脉冲宽度调制法（拟POP调制法）和PID参数优化整定法。其中,拟POP调制法以多霍尔传感器转矩脉动抑制法为基础,在全转速范围内对转矩脉动进行抑制;PID参数优化整定法以电流闭环控制法为基础,通过天牛群算法对PID调节器的参数进行优化整定,以增强PID调节器的控制效果,实现对转矩脉动的抑制。此外,论文对应用于PID参数优化整定法的天牛群算法进行了四点改进,提升算法性能,达到增强PID参数优化整定法转矩脉动抑制效果的目的,并选择六种经典测试函数在Matlab平台中对改进后的天牛群算法进行性能测试,以验证改进内容的可行性。在Matlab/Simulink平台中进行仿真实验,分别对拟POP调制法及PID参数优化整定法对导线牵引技术中直流无刷电机转矩脉动的抑制效果进行验证。结果表明:论文提出的拟POP调制法和PID参数优化整定法对直流无刷电机正常运行时的转矩脉动均有较好的抑制效果。通过对天牛群算法进行改进后,PID参数优化整定法对转矩脉动的抑制效果进一步提升,并且能够在拟POP调制法的基础上进一步对直流无刷电机的转矩脉动进行抑制。该论文有图45幅,表7个,参考文献90篇。
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