【摘 要】
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随着智能电网的不断发展,传统的人工巡检方式已不能满足现代化变电站安全运行的要求。变电站巡检机器人可以在无人控制状态下对变电站各项电力设备进行主动监测和维护,不仅可
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随着智能电网的不断发展,传统的人工巡检方式已不能满足现代化变电站安全运行的要求。变电站巡检机器人可以在无人控制状态下对变电站各项电力设备进行主动监测和维护,不仅可以避免人为操作的失误和保障电力设施的安全,而且可以及时发现电力设备的故障等异常现象。但由于变电站环境的恶劣性和复杂性,巡检机器人需要具有很好的鲁棒性、抗干扰性及恶劣环境中的适应性,才能保证机器人作业时的稳定性。由于巡检机器人生产工艺的复杂性,在加工过程中可能引入各种潜在缺陷,这些潜在的缺陷不仅降低了机器人的稳定性,而且一般在巡检机器人投入使用很长一段时间后才会逐步暴露出来。目前,为了使这些潜在的缺陷提前暴露,一般采用环境仿真的方法在巡检机器人出厂前进行老化测试。恒温老化房可以模拟高温等恶劣环境,对结构或功能等复杂电子设备进行环境仿真,可以使巡检机器人存在的潜在问题提前暴露,降低已投入使用中巡检机器人的故障率。目前主要使用传统PID控制对巡检机器人恒温老化房进行温度控制,虽可以达到基本温度控制要求,但精度不高。为了实现变电站巡检机器人恒温老化房温度的较精确控制,本文研究了基于遗传算法的PID温度控制系统。本文的主要工作可以概括如下:1.先阐述了不同形式老化房的特点,再分析了老化房的房体结构、温度控制系统及供电方案,最后通过测试老化房温度变化曲线,建立了二阶数学模型来近似模拟老化房温度变化过程;2.先介绍了传统PID控制算法的基本原理及常用的参数整定方式,再阐述了遗传算法的基本原理及运算过程,并在传统PID控制算法的基础上引入遗传算法对控制器参数进行整定,最后使用MATLAB仿真软件对其进行仿真实验;3.对老化房系统功能和控制框架进行了设计,包括对PLC、微处理器、温度传感器和可控器件进行选型,PLC梯形图控制程序等相关程序的编写;4.使用力控组态软件设计了上位机界面,并搭建了实验平台进行系统实现。结果表明:采用遗传算法对PID控制器进行参数整定,获得了较优的参数,使系统具有较好的控制精度和稳定性。
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