输电线路巡检机器人智能控制系统地研究的设计

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1、二○○八年五月论文题目：输电线路巡检机器人智能控制系统研究与设计作者姓名：李维赞入学时间：2005年9月专业名称：机械电子工程研究方向：数控与机器人技术指导教师：王吉岱职称：教授论文提交日期：2008年5月论文答辩日期：2008年6月14日授予学位日期：STUDYANDDESIGNOFTHEINTELLIGENTCONTROLSYSTEMFORPOWERLINEINSPECTIONROBOTADissertationsubmittedinfulfillmentoftherequirementsofthedegreeofMASTEROFPHILOSOPHYfromShandongUni

2、versityofScienceandTechnologybyLiWeizanSupervisor:ProfessorWangJidaiCollegeofMechanicalandElectronicEngineeringMay2008声明本人呈交给山东科技大学的这篇硕士学位论文，除了所列参考文献和世所公认的文献外，全部是本人在导师指导下的研究成果。该论文资料尚没有呈交于其它任何学术机关作鉴定。硕士生签名：日期：AFFIRMATIONIdeclarethatthisdissertation,submittedinfulfillmentoftherequirementsfortheaw

3、ardofMasterofPhilosophyinShandongUniversityofScienceandTechnology,iswhollymyownworkunlessreferencedofacknowledge.Thedocumenthasnotbeensubmittedforqualificationatanyotheracademicinstitute.Signature:Date:山东科技大学硕士学位论文摘要摘要输电线路巡检机器人能够代替人工进行线路巡检工作，提高线路巡检工作的效率和精度，具有较高的经济效益。因而，积极研制性能可靠的巡检机器人具有重要的实用价值。本

4、文以新型巡检机器人机械本体为控制对象，研究开发了能实现巡检机器人自主行走和自主越障的智能控制系统。本文通过研究分析机器人行走与越障动作原理，确定控制系统的功能要求。在对递阶式控制和专家控制理论进行了深入研究的基础上，提出了专门的三级控制结构用于控制系统整体结构设计,规划了基于规则库的专家控制系统用于机器人动作规划。按照三级控制系统结构的要求，使用基于研华PCM-3370主板的计算机系统作为机器人主控机，结合由MV-C320图像采集卡、VS-902H摄像机和镜头组成的图像采集设备，完成组织级的硬件设计。设计具有光电隔离电路和串口通信电路的STC89C52单片机系统作为下位机；研究，实现

5、多种传感器的使用和直流电机控制；设计基于MC33035和MPM3003的无刷电机控制模块，完成执行级的硬件设计。同时，通过对具有12路信号的遥控模块进行设计改造，实现18路信号输出，用于机器人遥控操作。研究组织级软件的功能，确定主控机软件功能模块。采用VC6.0程序设计了软件主界面、串口通信界面和图像处理界面，实现了串口通信的部分功能。对图像传输的方法和主要问题进行了研究分析。研究执行级单片机程序功能，编写了主程序、串口通信程序和跨越悬垂线夹程序。对于遥控模块程序，提出了一种利用软件二次译码实现通路扩展的方法，设计程序流程图，编写程序。通过对上述控制系统的调试与实验，证明基于PCM-

6、3370主板的计算机系统的运行具有良好的稳定性和流畅性；无线遥控模块收发信号具有较高的可靠性和通道扩展的可行性。同时验证了单片机控制板的正确性。本文工作的创新性，主要有以下几点：设计了基于“远程监控主机+组织级+执行级”的控制系统结构，提出了基于规则库的机器人动作规划方法。根据这些理论，设计了由“远程计算机+PC/104主板计算机+单片机系统”组成的控制系统。提出了一种扩展遥控模块信号通道的方法。设计了控制软件界面和越障程序。关键词：巡检机器人，智能控制理论，PC/104，STC89C52，VC++6.0山东科技大学硕士学位论文摘要ABSTRACTTheinspectionrobot

7、forpowertransmissionlinecandoexaminationworkinsteadofhuman,andimprovetheefficiencyandprecision.Soitisgreatsignificanceofdevelopingtheinspectionrobotzealously.Takethenewtypemechanicalstructureofinspectionrobotasthecontrolledmember,