《油浸式變壓器內(nèi)部故障檢測機器人》系統(tǒng)地介紹了作者及其所在研究團隊關(guān)于油浸式變壓器內(nèi)部故障檢測機器人的研究成果。針對變壓器密閉、充油、內(nèi)部結(jié)構(gòu)緊湊、電磁環(huán)境復(fù)雜等問題，《油浸式變壓器內(nèi)部故障檢測機器人》融合人機協(xié)同控制技術(shù)、密閉充油的無線傳輸技術(shù)、激光雷達定位技術(shù)、視覺檢測技術(shù)等前沿科技，研發(fā)了一套可取代人工檢測的機器人裝置�！队徒阶儔浩鲀�(nèi)部故障檢測機器人》詳細(xì)闡述了機器人控制系統(tǒng)和緊湊型機械結(jié)構(gòu)設(shè)計方法，構(gòu)建了機器人動力學(xué)模型和運動學(xué)模型，提出了基于反演滑模控制的機器人懸停定點觀測控制方法，通過仿真驗證和示范應(yīng)用證明了機器人在變壓器內(nèi)部開展故障檢測任務(wù)的可行性。
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目錄
前言
1 緒論 1
1.1 油浸式變壓器故障檢測技術(shù)概述 1
1.1.1 油浸式變壓器油中溶解氣體分析技術(shù) 2
1.1.2 油浸式變壓器油微水檢測技術(shù) 3
1.1.3 油浸式變壓器油溫檢測技術(shù) 3
1.1.4 油浸式變壓器繞組變形檢測技術(shù) 4
1.2 水下微型機器人研究現(xiàn)狀 5
1.3 油浸式變壓器內(nèi)部故障檢測機器人研究現(xiàn)狀 8
1.4 小結(jié) 9
參考文獻 10
2 油浸式變壓器結(jié)構(gòu)分析 13
2.1 變壓器結(jié)構(gòu)特點 13
2.2 220kV變壓器實例 15
2.3 機器人特性 22
2.4 小結(jié) 22
參考文獻 23
3 機器人總體方案設(shè)計 24
3.1 機器人機械結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計 24
3.1.1 機器人機械結(jié)構(gòu)需求分析 24
3.1.2 機器人機械結(jié)構(gòu)特點 26
3.1.3 機器人機械結(jié)構(gòu)總體方案 26
3.2 機器人控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計 28
3.2.1 機器人控制系統(tǒng)方案影響因素 28
3.2.2 機器人控制系統(tǒng)通信方案分析 29
3.2.3 機器人控制系統(tǒng)總體方案 31
3.3 小結(jié) 33
參考文獻 34
4 機器人機械結(jié)構(gòu)設(shè)計 35
4.1 機器人機械結(jié)構(gòu)緊湊型設(shè)計 35
4.1.1 機器人結(jié)構(gòu)尺寸確定 35
4.1.2 機器人內(nèi)部零部件小型化設(shè)計 36
4.2 機器人噴射泵推力分析 46
4.3 機器人流體動力學(xué)分析 48
4.4 機器人運動單元結(jié)構(gòu)特性分析 50
4.5 機器人外殼耐油腐蝕性設(shè)計 52
4.5.1 機器人外殼材料需求分析 52
4.5.2 常見工業(yè)非金屬材料種類及優(yōu)缺點 53
4.5.3 機器人外殼材料選型 54
4.5.4 機器人外殼耐油腐蝕性實驗 56
4.6 小結(jié) 57
參考文獻 58
5 機器人控制系統(tǒng)設(shè)計 60
5.1 載體控制系統(tǒng)硬件設(shè)計 60
5.1.1 核心控制板 60
5.1.2 電源管理板 65
5.1.3 姿態(tài)傳感器 68
5.1.4 數(shù)字圖傳模塊 68
5.1.5 激光雷達 69
5.1.6 攝像機 69
5.1.7 深度計 70
5.1.8 鋰電池 70
5.2 載體控制系統(tǒng)軟件設(shè)計 70
5.2.1 軟件主要功能及特點 70
5.2.2 軟件流程圖 71
5.3 操作控制終端硬件設(shè)計 73
5.4 操作控制終端軟件設(shè)計 74
5.5 小結(jié) 76
參考文獻 76
6 機器人模型構(gòu)建 77
6.1 機器人動力學(xué)分析 77
6.1.1 靜力及其力矩 78
6.1.2 流體動力及其力矩 79
6.1.3 噴射泵產(chǎn)生的推力及其力矩 80
6.1.4 重力和浮力 81
6.1.5 機器人動力學(xué)模型 82
6.2 機器人運動學(xué)模型 82
6.3 噴射泵模型 82
6.3.1 理論分析 82
6.3.2 參數(shù)識別 83
6.4 小結(jié) 85
參考文獻 86
7 機器人定點觀測控制器設(shè)計 88
7.1 滑�？刂苹驹� 88
7.2 模型解耦 89
7.3 深度控制器設(shè)計 90
7.3.1 自學(xué)習(xí)控制器 91
7.3.2 自適應(yīng)反演滑�？刂破髟O(shè)計 92
7.3.3 自適應(yīng)反演滑�？刂破鞣�(wěn)定性分析 93
7.4 航向角控制器設(shè)計 94
7.4.1 非線性干擾觀測器設(shè)計 95
7.4.2 非線性干擾觀測器穩(wěn)定性分析 95
7.5 仿真實驗驗證 96
7.5.1 仿真參數(shù)設(shè)置 96
7.5.2 深度控制器仿真 97
7.5.3 航向角控制器仿真 98
7.6 機器人驗證 100
7.7 小結(jié) 103
參考文獻 103
8 機器人定位方法 106
8.1 機器人定位方法概述 106
8.2 機器人垂直位置測量 107
8.3 機器人水平位置測量 108
8.4 機器人定位實驗 112
8.5 小結(jié) 113
參考文獻 114
9 機器人收放裝置 116
9.1 機器人收放裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計 116
9.1.1 機器人收放裝置機械原理分析 116
9.1.2 機器人收放裝置方案設(shè)計 116
9.2 機器人收放裝置力學(xué)性能分析 118
9.3 小結(jié) 119
10 機器人功能實驗及安全性分析 120
10.1 機器人運動實驗 120
10.1.1 實驗?zāi)康?120
10.1.2 實驗環(huán)境 120
10.1.3 實驗測試 122
10.2 變壓器內(nèi)部實驗 124
10.2.1 實驗?zāi)康?124
10.2.2 實驗環(huán)境 125
10.2.3 實驗測試 125
10.3 運動安全性分析 128
10.3.1 機器人沖擊等效分析 129
10.3.2 機器人沖擊仿真分析 129
10.4 小結(jié) 131
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