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近几年来,国内巡检机器人技术不断发展,并取得了一系列技术成果,突破了一些关键技术。但是,随着巡检机器人逐步应用到输电线路巡检作业中,巡检机器人控制系统的可靠性问题逐渐突显,主要表现在以下几个方面:控制系统抗干扰能力差、多传感器信号紊乱、容易死机和自主越障稳定性差等。因此,对巡检机器人控制系统可靠性的研究具有十分重要意义。 本文分别对分布式控制系统、容错控制方法、双CPU冗余控制技术、PWM线性调速技术、专家系统等相关智能控制理论进行深入研究,并将这些智能控制理论应用到巡检机器人控制系统的开发,以两个LPC1500系列ARM处理器与DVR为主控制器搭建巡检机器人分级递阶式分布式控制系统,进行巡检机器人控制系统可靠性设计。 搭建巡检机器人分布式控制系统,通过功能分层、危险分散来提高巡检机器人控制系统的可靠性和应用的灵活性。采用了N模冗余容错和时间冗余容错相结合的方法,实现了巡检机器人的多传感器容错控制;应用双CPU冗余复位控制的双机双工方式,解决了控制系统在电磁干扰下的死机现象,实现了系统复位容错控制;通过软硬件抗干扰设计,提高了系统的稳定性和可靠性。 开发了一种基于规则的产生式专家控制系统。建立线路信息知识库和越障过程推理机,通过采集机器人运行过程的传感器信息与知识库信息比对,按照一定的控制策略对巡检机器人进行动作规划,保证了机器人自主越障的可靠性和准确性。 在完成上述研究内容的基础上,对巡检机器人控制系统进行调试和在线实验。实验结果表明,巡检机器人控制系统运行稳定、流畅,能够实现直线段的自主越障任务和跳线段的遥控辅助越障任务,解决了由于机器人传感器故障、控制系统死机造成控制系统紊乱的问题,验证了本控制系统的可靠性。