复杂干扰下的管沟机器人内外环滑模自抗扰控制

管沟机器人是一种运行在排水管道,公路排水渠的欠驱动差分移动机器人,针对管沟机器人在实际环境中受到的复杂环境干扰,为了使管沟机器人具有更好的运动控制性能,提出了一种内外环的滑模自抗扰控制方法。首先对管沟受到的复杂环境干扰进行分析,将管沟机器人受到的复杂环境干扰解耦成横向和纵向干扰,建立出在干扰情况下的运动学模型。依据理想运动学模型建立出外环的滑模控制器,得出理想控制律,依据干扰运动学模型建立扩张状态观测器,观测出环境干扰数值,从而建立内环的滑模控制器,利用观测值修正外环的理想控制律。同时利用Lyapunov稳定性原理对系统进行分析,最后搭建了Matlab的Simulink模型进行仿真验证,最终证明了所提出的方法具有较强的鲁棒性和运动控制性能。     

管沟机器人自动化巡检系统设计

随着铁路涵洞、公路排水渠和城市管网的快速发展,管沟维护任务的工作量逐年增加。为了确保工作人员的安全和提高管沟维护的效率,设计了一套管沟自动化检测系统。该系统由PC、控制手柄、管沟机器人和线缆车构成。管沟自动化检测系统以PC为核心,PC通过RS485与控制手柄、管沟机器人和线缆车进行通信。PC下发指令给机器人和线缆车,对管沟机器人和线缆车进行远程操控与传感器数据监测。PC通过同轴电缆接收管沟内部图像,实时对管沟进行监控。经实验测试,该管沟自动化检测系统能够正常运行在管沟环境中,机器人通信距离超过100m,PC上位机实时显示1080P 30Hz的管沟视频。该管沟自动化检测系统具有一定的应用价值,符合设计需求,具有一定的推广价值。     

低真空管道磁浮系统环境测试与数据处理

针对低真空管道磁浮交通运输试验台搭建了数据采集系统,采用了GPS信号授时与IEEE1588以太网时钟同步的方式实现了分布式数据采集系统的时钟同步网络;对试验台的多传感器进行了低真空和电磁场环境的影响测试,发现低真空环境下激光位移传感器产生了测量值减小的现象;同时以激光位移传感器为例,对比低真空环境下不同数据降噪方法对添加了不同信噪比的高斯噪声进行滤波处理,得出了不同信噪比下不同降噪方法的处理效果,以此为依据在工程实际情况选出最合适的降噪方法来得到更好的降噪效果;最后采用了基于不同降噪方法差值的数据异常值处理方法,与普通的区间估计异常值处理方法对比,从跳点去除效果和总去除个数证明了基于小波降噪的差值处理法对异常值处理的有效性,满足了实际工程的需要。