[发明专利]一种高压线防振锤螺栓紧固柔顺控制方法

说明书

本申请提供一种高压线防振锤螺栓紧固柔顺控制方法，所述方法包括：扭力控制模块获取实施扭力信息通过增量式PID控制算法得到扭力控制量；模糊推理模块获取螺栓旋转位置信息进行尺度变换、计算隶属度、建立知识库、模糊推理与反糊化处理，求得输出调整值整定比例控制参数、积分控制参数和微分控制参数。位置控制模块获取螺栓旋转位置信息根据所述模糊推理模块整定的比例控制参数、积分控制参数和微分控制参数通过增量式PID控制算法，得到位置控制量。将得到的位置控制量与扭力控制量反馈回执行模块，执行模块对目标螺栓执行紧固命令。本申请提供的高压线防振锤螺栓紧固柔顺控制方法可以提高柔顺控制精度，无需建立控制设备的具体模型。

技术领域

本申请涉及机器臂高精度柔顺控制技术领域，尤其涉及一种高压线防振锤螺栓紧固柔顺控制方法。

背景技术

高压线由于距离地面较高，线路较长，当流动的空气遇到圆柱形的高压线时，会发生反复振动。由于多次振动，从而造成高压线因周期性的弯折而产生疲劳，甚至断裂，对线路的安全运行以及人员安全造成威胁，甚至是对杆塔造成相应的破坏。因此，一般在高压线上安装一定数量的防振锤来达到避免高压线振动的目的。在安装防振锤时需要使用螺栓对防振锤两端进行固定，在对螺栓进行紧固时，用力大小十分重要，如果用力太大会导致高压线螺栓损坏，用力太小会导致螺栓没有被拧紧，进行二次或多次紧固操作，目前常使用机器人来完成。

机器人在紧固螺栓时，通常需要利用附加的力对螺栓执行紧固任务，同时还需要把附加的力控制在一定范围内。附加力的引入对机器人控制提出了新的要求，需要机器人适应工作环境与任务目标，因此产生了机器人的环境力适应技术也就是柔顺控制技术，并得到广泛研究。

柔顺控制技术常使用PID控制器，PID控制器也称比例-积分-微分控制器，控制器中的控制点包含PID控制算法，分别是：增量式算法、位置式算法和微分先行。传统的PID算法精度低并且需要建立控制设备的具体模型。

发明内容

本申请提供了一种高压线防振锤螺栓紧固柔顺控制方法，以解决算法精度低，需要建立控制设备的具体模型的问题。

本申请提供了一种高压线防振锤螺栓紧固柔顺控制方法，应用于一种高压线防振锤螺栓紧固柔顺控制系统，所述控制系统包括：扭力控制模块、模糊推理模块、位置控制模块以及执行模块，所述方法包括以下步骤：

扭力控制模块获取实施扭力信息通过增量式PID控制算法，得到扭力控制量；

模糊推理模块获取螺栓旋转位置信息进行处理，包括：尺度变换、计算隶属度、建立知识库、模糊推理与反糊化；求取最终的输出调整值整定比例控制参数、积分控制参数和微分控制参数；

位置控制模块获取螺栓旋转位置信息根据所述模糊推理模块整定的比例控制参数、积分控制参数和微分控制参数通过增量式PID控制算法，得到位置控制量；以及，将得到的位置控制量与扭力控制量反馈回执行模块；

所述执行模块对目标螺栓执行紧固命令。

可选的，所述位置控制模块按照下式得到位置控制量：

Δμ_K＝μ_K-μ_K-1＝K_p[e_k-e_k-1]+K_ie_k+K_d[e_k-2e_k-1+e_k-2]；

式中，Δμ_K是代表增量式输出，Δμ_K与μ_K-1分别代表本次系统输出和上一次的系统输出，K_p、K_i、K_d分别代表比例、积分与微分控制参数，e_k、e_k-1、e_k-2代表反馈与期望值之间的差值。