架空输电线路的巡检工作关系到千家万户的供电保障,更是国家基础建设和社会发展的“动脉”。巡检机器人作为新型的巡检方法,具有精度高、效率高、适应性强、费用低和可携带设备等优点。国内外研究机构的巡检机器人多数只能处于两塔之间,识别及跨越线上障碍始终是难题,控制系统大多采用PC104和运动控制卡组合,有处理性能不高、扩展性差、耗电量大等缺点。本课题自主研发了新型三臂式巡检机器人,本文完成了此机器人控制系统的软硬件设计,并对跨障过程这一难点进行控制实验,验证控制系统的有效性。主要完成的工作如下:1、阐明项目要求及巡检机器人研发的技术难点,提取障碍物尺寸特征,结合人在钢丝行走的方式设计巡检机器人的运动方案和跨障方案,然后提出本文巡检机器人机构方案。2、采用分层递阶控制概念,提出一套完整的巡检机器人控制系统硬件方案,有互补协作的双处理器结构、双遥控方式和分布式控制形式等特点。提出障碍物三级识别方案,让机器人从障碍物3m前三级减速直至停止于前10cm处。3、提出一套模块化的软件系统,采用分层设计,为确保故障及时诊断修复,添加带有断点重启程序的诊断处理层。为保证软件的严谨性和可伸缩性,ARM端设计结构体通信机制和动作分解机制,将任务细分到最单个的动作“细胞”。同时,设计了工业PC和地面PC上位机、手持遥控器的软件和用户操作界面。4、应用所设计的控制系统,针对跨障运动过程进行控制实验。简化了此巡检机器人的跨障运动过程,建立了此过程的运动学模型和动力学模型。采用鲁棒自适应PD控制方法对跨障运动轨迹进行跟踪控制,为验证此方法,加入传统PD控制方法进行对比。通过Simulink仿真和实际测试,结果显示它们的控制轨迹都非常接近目标值。从跟踪轨迹上证明了所采用方法的有效性、稳定性和优越性,也验证了此控制系统的正确性和可行性。