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著录项
摘要
一种电力巡检机器人运行姿态的控制方法及装置,包括:建立电力巡检机器人运行姿态的线性化模型,并以线性化模型为依据计算滑模面方程;以滑模面方程、预设李雅普诺夫函数和预设指数趋近率为依据,计算基本滑模控制律,并通过预先建立的广义二型模糊滑模控制模型对滑模面方程进行处理,输出初步处理结果;将初步处理结果代入至基本滑模控制律的表达式中,得到最终滑模控制律,进而依据最终滑模控制律完成对电力巡检机器人运行姿态的控制。可见,实施该电力巡检机器人运行姿态的控制方法及装置,能够有效增强电力巡检机器人在巡检运动过程中的抗干扰能力,防滑性好,避障性能好,进而有效提升电力巡检机器人在巡检运动过程中的安全性能。
法律状态
法律状态公告日 | 20190702 |
法律状态 | 授权 |
法律状态信息 | 授权 |
法律状态公告日 | 20181113 |
法律状态 | 实质审查的生效 |
法律状态信息 | 实质审查的生效 IPC(主分类):B25J 9/16 申请日:20180809 |
法律状态公告日 | 20181113 |
法律状态 | 实质审查的生效 |
法律状态信息 | 实质审查的生效 IPC(主分类):B25J 9/16 申请日:20180809 |
法律状态公告日 | 20181019 |
法律状态 | 公开 |
法律状态信息 | 公开 |
权利要求
权利要求数量(10)
独立权利要求数量(2)
1.一种电力巡检机器人运行姿态的控制方法,其特征在于,包括:
建立所述电力巡检机器人运行姿态的线性化模型,并以所述线性化模型为依据计算滑 模面方程;
通过预先建立的广义二型模糊滑模控制模型对所述滑模面方程进行处理,输出初步处 理结果;
以所述滑模面方程、预设的李雅普诺夫函数和预设指数趋近率为依据,计算基本滑模 控制律;
将所述初步处理结果代入至所述基本滑模控制律的表达式中,得到最终滑模控制律, 进而依据所述最终滑模控制律完成对所述电力巡检机器人运行姿态的控制。
2.根据权利要求1所述的电力巡检机器人运行姿态的控制方法,其特征在于,所述通过 预先建立的广义二型模糊滑模控制模型对所述滑模面方程进行处理,输出初步处理结果包 括:
选取多个α截面,并采用α截面法对所述滑模面方程进行处理,计算每个所述α截面对应 的隶属度;
以所述隶属度为依据计算每个所述α截面对应的激活区间;
对每个所述α截面对应的所述激活区间进行降型处理,得到每个所述α截面对应的终止 点;
对所有所述α截面对应的所述终止点进行解模糊化处理,得到一个解模糊值,作为广义 二型模糊滑模控制模型的初步处理结果。
6.根据权利要求2所述的电力巡检机器人运行姿态的控制方法,其特征在于,计算每个 所述α截面对应的隶属度,包括:
采用三角形次隶属函数计算每个所述α截面对应的隶属度;
其中,计算每个所述α截面对应的隶属度的计算公式为:
其中,α k截面表示多个所述α截面中的一个α截面, 为每个所述α k截面对应的隶 属度,所述隶属度包括上隶属度和下隶属度, 为所述α k截面对应的上隶属度, 为所述α k截面对应的下隶属度; 为当α=0时的α截面对应的上隶属度, 为当α=0时的α截面对应的下隶属度,ω为常数,表示所述三角形次隶属函数的顶点位置。
7.根据权利要求6所述的电力巡检机器人运行姿态的控制方法,其特征在于,所述以所 述隶属度为依据计算每个所述α截面对应的激活区间的计算公式为:
其中, 为每个所述α截面对应的激活区间,所述激活区间包括上激活区间和下激 活区间, 为每个所述α截面对应的所述上激活区间, 为每个所述α截面对应的所 述下激活区间。
8.根据权利要求7所述的电力巡检机器人运行姿态的控制方法,其特征在于,每个所述 α截面对应的所述终止点包括左终止点和右终止点;
所述对每个所述α截面对应的所述激活区间进行降型处理,得到每个所述α截面对应的 终止点包括:
对每个所述α截面对应的所述上激活区间进行降型处理,计算得到每个所述α截面对应 的左终止点,其中,计算每个所述α截面对应的所述左终止点的公式为:
对每个所述α截面对应的所述下激活区间进行降型处理,计算得到每个所述α截面对应 的右终止点,其中,计算每个所述α截面对应的所述右终止点的公式为:
其中,y lα为所述α截面对应的所述左终止点,y rα为所述α截面对应的所述右终止点,其中 是第j个后件的右终止点, 是所述第j个后件的左终止点。
9.根据权利要求7所述的电力巡检机器人运行姿态的控制方法,其特征在于,所述对所 有所述α截面对应的所述终止点进行解模糊化处理,得到一个解模糊值,作为广义二型模糊 滑模控制模型的初步处理结果的计算公式为:
其中,一共有k个α截面,α p截面为所述k个α截面中的一个α截面,α p为所述α p截面对应的 截面值。
3.根据权利要求1所述的电力巡检机器人运行姿态的控制方法,其特征在于,所述电力 巡检机器人运行姿态的线性化模型为:
其中,
其中,x=[x 1,x 2,x 3,x 4] T为所述电力巡检机器人的状态向量,a 21、a 41、a 23、b 4为所述线性 化模型的系数,m 1为所述电力巡检机器人的主体质量,m 2为所述电力巡检机器人上设置的配 重箱的质量,l为所述电力巡检机器人上设置的运动杆的长度,d为所述电力巡检机器人上 设置的T型架的高度,h 1为所述T型架与所述电力巡检机器人所悬挂的电缆之间的水平距 离,h 20为所述配重箱与所述电缆之间的水平距离,g为重力加速度,u为控制所述电力巡检机 器人时输入的控制值;
所述电力巡检机器人运行姿态的另一线性化模型为:
其中, u(t)为滑模控制律。
4.根据权利要求3所述的电力巡检机器人运行姿态的控制方法,其特征在于,所述滑模 面方程为:
s=C Tx=c 1x 1+c 2x 2+c 3x 3+c 4x 4;
其中,
C T=r TP(A);
r T=[0,0,0,1][B,AB,A 2B,A 3B] -1;
P(λ)=(λ-λ 1)(λ-λ 2)(λ-λ 3)(λ-λ 4);
其中,λ 1,λ 2,λ 3,λ 4为所述线性化模型的理想极值点。
5.根据权利要求4所述的电力巡检机器人运行姿态的控制方法,其特征在于,所述预设 指数趋近率为:
所述预设李雅普诺夫函数为:
所述基本滑模控制律为:
其中,ε和k为预设的常数。
10.一种电力巡检机器人运行姿态的控制装置,其特征在于,包括:
滑模面方程计算模块,用于建立所述电力巡检机器人运行姿态的线性化模型,并以所 述线性化模型为依据计算滑模面方程;
基本滑模控制律计算模块,用于以所述滑模面方程、预设李雅普诺夫函数和预设指数 趋近率为依据,计算基本滑模控制律;
广义二型模糊滑模控制模块,用于通过预先建立的广义二型模糊滑模控制模型对所述 滑模面方程进行处理,输出初步处理结果;
最终滑模控制律计算模块,用于将所述初步处理结果代入至所述基本滑模控制律的表 达式中,得到最终滑模控制律,进而依据所述最终滑模控制律完成对所述电力巡检机器人 运行姿态的控制。
说明书
本发明涉及数据处理技术领域,具体而言,涉及一种电力巡检机器人运行姿态的 控制方法及装置。
随着社会的不断发展,电是不可或缺的。为保障变电站的安全生产和安全运行,因 此需要对变电站进行日常巡检维护,现今普遍采用电力巡检机器人辅助或者代替工作人员 对变电站的设备进行巡视检查,通过采集电力设备的运行状态信息,从而检测电力设备是 否存在热缺陷、异物悬挂等异常现象,以保证电力生产的安全。现常采用增益调度动态面控 制或者反演控制的方法来进行电力巡检机器人运动姿态的控制。然而在实践中发现,采用 上述现有控制方法所控制的电力巡检机器人,在巡检过程中容易受到风力、天气和其他一 些不确定的外部因素的干扰,同时上述控制方法防滑性差、避障性能差,进而容易导致电力 巡检机器人在巡检线路上发生安全事故。
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附 图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对 本发明范围的限定。
图1是本发明实施例一提供的一种电力巡检机器人运行姿态的控制方法的流程示 意图;
图2是本发明实施例二提供的一种电力巡检机器人运行姿态的控制方法的流程示 意图;
图3是本发明实施例三提供的一种电力巡检机器人运行姿态的控制装置的结构示 意图;
图4是本发明实施例三提供的另一种电力巡检机器人运行姿态的控制装置的结构 示意图;
图5是本发明实施例二提供的一种电力巡检机器人的线载模型示意图。
价值度评估
技术价值
经济价值
法律价值
0 0 057.0分
0 50 75 100专利价值度是通过科学的评估模
型对专利价值进行量化的结果,
基于专利大数据针对专利总体特
征指标利用计算机自动化技术对
待评估专利进行高效、智能化的
分析,从技术、经济和法律价值
三个层面构建专利价值评估体
系,可以有效提升专利价值评估
的质量和效率。
总评:57.0分
该专利价值中等 (仅供参考)
技术价值 31.0
该指标主要从专利申请的著录信息、法律事件等内容中挖掘其技术价值,专利类型、独立权利要求数量、无效请求次数等内容均可反映出专利的技术性价值。 技术创新是专利申请的核心,若您需要进行技术借鉴或寻找可合作的项目,推荐您重点关注该指标。
部分指标包括:
授权周期(发明)
10 个月独立权利要求数量
1 个从属权利要求数量
5 个说明书页数
13 页实施例个数
3 个发明人数量
3 个被引用次数
0 次引用文献数量
0 个优先权个数
0 个技术分类数量
1 个无效请求次数
0 个分案子案个数
0 个同族专利数
0 个专利获奖情况
无保密专利的解密
否经济价值 7.0
该指标主要指示了专利技术在商品化、产业化及市场化过程中可能带来的预期利益。 专利技术只有转化成生产力才能体现其经济价值,专利技术的许可、转让、质押次数等指标均是其经济价值的表征。 因此,若您希望找到行业内的运用广泛的热点专利技术及侵权诉讼中的涉案专利,推荐您重点关注该指标。
部分指标包括:
申请人数量
1申请人类型
院校许可备案
0 次权利质押
0 次权利转移
0 个海关备案
否法律价值 19.0
该指标主要从专利权的稳定性角度评议其价值。专利权是一种垄断权,但其在法律保护的期间和范围内才有效。 专利权的存续时间、当前的法律状态可反映出其法律价值。故而,若您准备找寻权属稳定且专利权人非常重视的专利技术,推荐您关注该指标。
部分指标包括:
存活期/维持时间
6法律状态
有权-审定授权