Método de Control de Seguimiento de Trayectoria Tridimensional para Robot de Inspección de Líneas Eléctricas Volador-Caminante Basado en Línea de Vista Mejorada
Autores: Feng, Tianming; Lei, Jin; Zeng, Yujie; Qin, Xinyan; Wang, Yanqi; Wang, Dexin; Jia, Wenxing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Método de Control de Seguimiento de Trayectoria Tridimensional para Robot de Inspección de Líneas Eléctricas Volador-Caminante Basado en Línea de Vista Mejorada
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Robot de inspección de líneas eléctricas
Método de control de seguimiento de trayectoria
Línea de visión
Estrategia de círculo de aceptación adaptativa
Retroalimentación de distancia vertical
Control de seguimiento con retroalimentación de estado
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 32
Citaciones: Sin citaciones
El Robot de Inspección de Líneas de Energía Volador-Caminante (FPLIR) enfrenta desafíos para mantener la estabilidad y la fiabilidad al operar en entornos de líneas de transmisión difíciles con condiciones complejas. El robot a menudo cambia de modo con frecuencia para aterrizar con precisión en la línea, lo que resulta en un aumento de los errores de seguimiento y en cambios prematuros o retrasados causados por el cambio de la trayectoria de referencia. Para abordar estos problemas, se propone un método de control de seguimiento de trayectoria basado en una línea de visión (LOS) mejorada. El método presenta una estrategia de círculo de aceptación adaptativa que ajusta el radio del círculo de aceptación del punto de trayectoria en función del ángulo del segmento de trayectoria y la velocidad de vuelo en el momento del cambio, mejorando la precisión del seguimiento de la trayectoria durante el cambio de trayectoria de referencia. Además, se diseña un control de rumbo adaptativo con retroalimentación de distancia vertical para priorizar diferentes métodos de seguimiento de trayectoria en tiempo real según las variaciones en la distancia vertical, logrando una rápida convergencia a lo largo de la trayectoria de seguimiento. La ley de control de seguimiento por retroalimentación de estado, basada en la LOS mejorada, logra un seguimiento estable de la trayectoria de referencia, lo que fue validado por simulaciones. Los resultados de la simulación muestran que la LOS mejorada reduce el tiempo de convergencia en 0.8 s bajo condiciones de error controlable para ángulos de trayectoria de (0, 2). Para ángulos de trayectoria de (2, ), el error de seguimiento se reduce en 0.3 m y el tiempo de convergencia se reduce en 0.4 s. Estos resultados validan la viabilidad y efectividad del método propuesto. Este método demuestra ventajas sobre la LOS tradicional en términos de precisión de seguimiento y velocidad de convergencia, proporcionando referencias teóricas para el futuro seguimiento de trayectorias 3D para robots de seguimiento de trayectorias y vehículos aéreos.
Descripción
El Robot de Inspección de Líneas de Energía Volador-Caminante (FPLIR) enfrenta desafíos para mantener la estabilidad y la fiabilidad al operar en entornos de líneas de transmisión difíciles con condiciones complejas. El robot a menudo cambia de modo con frecuencia para aterrizar con precisión en la línea, lo que resulta en un aumento de los errores de seguimiento y en cambios prematuros o retrasados causados por el cambio de la trayectoria de referencia. Para abordar estos problemas, se propone un método de control de seguimiento de trayectoria basado en una línea de visión (LOS) mejorada. El método presenta una estrategia de círculo de aceptación adaptativa que ajusta el radio del círculo de aceptación del punto de trayectoria en función del ángulo del segmento de trayectoria y la velocidad de vuelo en el momento del cambio, mejorando la precisión del seguimiento de la trayectoria durante el cambio de trayectoria de referencia. Además, se diseña un control de rumbo adaptativo con retroalimentación de distancia vertical para priorizar diferentes métodos de seguimiento de trayectoria en tiempo real según las variaciones en la distancia vertical, logrando una rápida convergencia a lo largo de la trayectoria de seguimiento. La ley de control de seguimiento por retroalimentación de estado, basada en la LOS mejorada, logra un seguimiento estable de la trayectoria de referencia, lo que fue validado por simulaciones. Los resultados de la simulación muestran que la LOS mejorada reduce el tiempo de convergencia en 0.8 s bajo condiciones de error controlable para ángulos de trayectoria de (0, 2). Para ángulos de trayectoria de (2, ), el error de seguimiento se reduce en 0.3 m y el tiempo de convergencia se reduce en 0.4 s. Estos resultados validan la viabilidad y efectividad del método propuesto. Este método demuestra ventajas sobre la LOS tradicional en términos de precisión de seguimiento y velocidad de convergencia, proporcionando referencias teóricas para el futuro seguimiento de trayectorias 3D para robots de seguimiento de trayectorias y vehículos aéreos.