基于icpt的巡检机器人无线充电系统设计与实现

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1、基于ICPT的巡检机器人无线充电系统设计与实现重庆大学硕士学位论文（专业学位）学生姓名：侯俊楷指导教师：王智慧副教授兼职导师：李聃高工学位类别：工程硕士（控制工程领域）重庆大学自动化学院二O一六年四月DesignandRealizationofPatrolRobotWirelessChargingBasedonInductivelyCoupledPowerTransferAThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforProfessionalDegreeByHouJ

2、unkaiSupervisorbyA.Prof.WangZhihuiPluralisticSupervisedbySE.LiDanSpecialty:ME(ControlEngineeringField)CollegeofAutomationofChongqingUniversity,Chongqing,ChinaApril2016重庆大学硕士学位论文中文摘要摘要变电站是电力系统的重要组成部分，它是输电和配电的纽带，因此对变电站的线路和设备检测至关重要。现在主要使用巡检机器人完成对变电站的实时监控和不定期检测，但是巡检机器人携带电池的电量有限，需要经常进行充电，而且巡

3、检机器人工作环境复杂且未知，传统的充电方式容易引发安全事故，也不利于实现巡检机器人完全自主的充电。本文根据上述情况提出使用无线电能传输技术，设计一套适用于巡检机器人的无线充电系统，为建设智能化的变电站做准备。本文首先论述了机器人自主充电技术以及感应耦合式无线电能传输技术的国内外现状，说明本文的研究意义和研究目的。然后分析感应耦合式无线电能传输技术的组成结构；阐述了谐振补偿技术的四种方法；提出巡检机器人无线充电的设计需求，根据巡检机器人充电需求选择适合的电路拓扑；重点讨论巡检机器人在充电过程中的偏移问题、电磁干扰等问题，针对上述问题提出工程解决方案。最后，建立系统仿真模

4、型，通过Simulink进行系统的仿真验证；根据巡检机器人充电的特殊要求设计系统主电路、过流保护电路、空载保护电路以及过温保护电路，进行器件选型、绘制电路板并且进行调试；搭建实验平台，验证无线充电系统的传输效率以及过流保护、空载保护等电路的功能，保证系统可以稳定、高效的工作。关键词：巡检机器人；无线充电；感应耦合电能传输；保护电路I重庆大学硕士学位论文英文摘要ABSTRACTSubstationisanimportantpartofpowersystem,whichisthelinkbetweentransmissionanddistribution,soitisve

5、ryimportanttodetectthecircuitsandequipmentsforthesubstation.Nowweusepatrolrobottocompletereal-timemonitoringandregularinspectionofsubstation.Thebatteryinthepatrolrobotislimited.Itoftenhastocharge.Aspatrolrobotworkingenvironmentiscomplexandunknown,thetraditionalchargingmethodiseasytocaus

6、esafetyaccidents.Furthermore,itisnotconducivetotherealizationofthefullautonomouspatrolrobotcharging.Inthispaper,accordingtotheabovesituationitproposeswirelesspowertransmission.Awirelesschargingsystemisspeciallydesignedforpatrolrobot,whichcanbeusedfortheconstructionofintelligentsubstatio

7、n.Firstly,thepaperdiscussesthestatusofautonomousrobotschargingtechnologyandInductivelyCoupledPowerTransferathomeandabroad,toexplainthepurposeandsignificanceofthisstudyandresearch.ThenanalyzesthestructureoftheInductivelyCoupledPowerTransfertechnology.Itexpoundsthefourmethodsofth