《油浸式變壓器內(nèi)部故障檢測機(jī)器人》系統(tǒng)地介紹了作者及其所在研究團(tuán)隊(duì)關(guān)于油浸式變壓器內(nèi)部故障檢測機(jī)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(jī)器人》融合人機(jī)協(xié)同控制技術(shù)、密閉充油的無線傳輸技術(shù)、激光雷達(dá)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(jī)器人裝置。《油浸式變壓器內(nèi)部故障檢測機(jī)器人》詳細(xì)闡述了機(jī)器人控制系統(tǒng)和緊湊型機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，構(gòu)建了機(jī)器人動力學(xué)模型和運(yùn)動學(xué)模型，提出了基于反演滑模控制的機(jī)器人懸停定點(diǎn)觀測控制方法，通過仿真驗(yàn)證和示范應(yīng)用證明了機(jī)器人在變壓器內(nèi)部開展故障檢測任務(wù)的可行性。
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(jī)器人研究現(xiàn)狀 5
1.3 油浸式變壓器內(nèi)部故障檢測機(jī)器人研究現(xiàn)狀 8
1.4 小結(jié) 9
參考文獻(xiàn) 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(diǎn) 13
2.2 220kV變壓器實(shí)例 15
2.3 機(jī)器人特性 22
2.4 小結(jié) 22
參考文獻(xiàn) 23
3 機(jī)器人總體方案設(shè)計(jì) 24
3.1 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案設(shè)計(jì) 24
3.1.1 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)需求分析 24
3.1.2 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 26
3.1.3 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)總體方案 26
3.2 機(jī)器人控制系統(tǒng)總體方案設(shè)計(jì) 28
3.2.1 機(jī)器人控制系統(tǒng)方案影響因素 28
3.2.2 機(jī)器人控制系統(tǒng)通信方案分析 29
3.2.3 機(jī)器人控制系統(tǒng)總體方案 31
3.3 小結(jié) 33
參考文獻(xiàn) 34
4 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 35
4.1 機(jī)器人機(jī)械結(jié)構(gòu)緊湊型設(shè)計(jì) 35
4.1.1 機(jī)器人結(jié)構(gòu)尺寸確定 35
4.1.2 機(jī)器人內(nèi)部零部件小型化設(shè)計(jì) 36
4.2 機(jī)器人噴射泵推力分析 46
4.3 機(jī)器人流體動力學(xué)分析 48
4.4 機(jī)器人運(yùn)動單元結(jié)構(gòu)特性分析 50
4.5 機(jī)器人外殼耐油腐蝕性設(shè)計(jì) 52
4.5.1 機(jī)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(diǎn) 53
4.5.3 機(jī)器人外殼材料選型 54
4.5.4 機(jī)器人外殼耐油腐蝕性實(shí)驗(yàn) 56
4.6 小結(jié) 57
參考文獻(xiàn) 58
5 機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計(jì) 60
5.1 載體控制系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì) 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(dá) 69
5.1.6 攝像機(jī) 69
5.1.7 深度計(jì) 70
5.1.8 鋰電池 70
5.2 載體控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì) 70
5.2.1 軟件主要功能及特點(diǎn) 70
5.2.2 軟件流程圖 71
5.3 操作控制終端硬件設(shè)計(jì) 73
5.4 操作控制終端軟件設(shè)計(jì) 74
5.5 小結(jié) 76
參考文獻(xiàn) 76
6 機(jī)器人模型構(gòu)建 77
6.1 機(jī)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(jī)器人動力學(xué)模型 82
6.2 機(jī)器人運(yùn)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(xiàn) 86
7 機(jī)器人定點(diǎn)觀測控制器設(shè)計(jì) 88
7.1 滑模控制基本原理 88
7.2 模型解耦 89
7.3 深度控制器設(shè)計(jì) 90
7.3.1 自學(xué)習(xí)控制器 91
7.3.2 自適應(yīng)反演滑模控制器設(shè)計(jì) 92
7.3.3 自適應(yīng)反演滑模控制器穩(wěn)定性分析 93
7.4 航向角控制器設(shè)計(jì) 94
7.4.1 非線性干擾觀測器設(shè)計(jì) 95
7.4.2 非線性干擾觀測器穩(wěn)定性分析 95
7.5 仿真實(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(jī)器人驗(yàn)證 100
7.7 小結(jié) 103
參考文獻(xiàn) 103
8 機(jī)器人定位方法 106
8.1 機(jī)器人定位方法概述 106
8.2 機(jī)器人垂直位置測量 107
8.3 機(jī)器人水平位置測量 108
8.4 機(jī)器人定位實(shí)驗(yàn) 112
8.5 小結(jié) 113
參考文獻(xiàn) 114
9 機(jī)器人收放裝置 116
9.1 機(jī)器人收放裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 116
9.1.1 機(jī)器人收放裝置機(jī)械原理分析 116
9.1.2 機(jī)器人收放裝置方案設(shè)計(jì) 116
9.2 機(jī)器人收放裝置力學(xué)性能分析 118
9.3 小結(jié) 119
10 機(jī)器人功能實(shí)驗(yàn)及安全性分析 120
10.1 機(jī)器人運(yùn)動實(shí)驗(yàn) 120
10.1.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?120
10.1.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 120
10.1.3 實(shí)驗(yàn)測試 122
10.2 變壓器內(nèi)部實(shí)驗(yàn) 124
10.2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?124
10.2.2 實(shí)驗(yàn)環(huán)境 125
10.2.3 實(shí)驗(yàn)測試 125
10.3 運(yùn)動安全性分析 128
10.3.1 機(jī)器人沖擊等效分析 129
10.3.2 機(jī)器人沖擊仿真分析 129
10.4 小結(jié) 131
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