[1]王新忠,高 磊.绝缘子带电检测机器人多自由度串联舵机抗干扰控制[J].机械与电子,2026,44(05):80-86.
　WANG Xinzhong,GAO Lei.Anti Interference Control of Multi Degree of Freedom Series Actuator for Insulator Live Detection Robot[J].Machinery & Electronics,2026,44(05):80-86.
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绝缘子带电检测机器人多自由度串联舵机抗干扰控制()
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《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
44
期数:
2026年05期
页码:
80-86
栏目:
机器人技术
出版日期:
2026-05-27

文章信息/Info

Title:
Anti Interference Control of Multi Degree of Freedom Series Actuator for Insulator Live Detection Robot
文章编号:
1001-2257 ( 2026 ) 05-0080-07
作者:
王新忠 1 ; 高 磊 2
1. 甘肃送变电工程有限公司天水输电运检中心,甘肃 兰州 730070 ;
2. 甘肃送变电工程有限公司运维检修部,甘肃 兰州 730070
Author(s):
WANG Xinzhong1 ;  GAO Lei2
( 1.Tianshui Power Transmission Operation and Inspection Center , Gansu Power Transmission and Transformation Engineering Co. , Ltd. , Lanzhou 730070 , China ;?
2.Operation , Maintenance and Inspection Department , Gansu Power Transmission and Transformation Engineering Co. , Ltd. , Lanzhou 730070 , China)
关键词:
绝缘子带电检测; 机器人; 多自由度; 串联舵机; 抗干扰控制
Keywords:
insulator live detection ;  robot ;  multi degree of freedom ;  series steering gear ;  anti-interference control
分类号:
TP242
文献标志码:
A
摘要:
机器人多自由度串联舵机抗干扰控制中主要使用隐马尔可夫模型进行轨迹跟踪与动态补偿,易受控制律异常作用影响,导致控制轨迹跟踪误差较高,因此提出一种适用于绝缘子带电检测机器人的多自由度串联舵机抗干扰控制方法。结合拉格朗日力学构建运行动力学模型,设计机器人多自由度串联舵机抗干扰控制中心,确定舵机耦合状态;结合规划任务生成期望轨迹,通过协调层进行关节解耦与干扰补偿;利用滑模变结构生成切换函数,进行舵机动态补偿与轨迹跟踪优化,结合舵机核心驱动状态构建的非线性模型,调整趋近速度参数,输出调整控制律,更新协调滑模控制量,完成绝缘子带电检测机器人多自由度串联舵机抗干扰控制。实验结果表明,所提方法在不同类型的绝缘子带电检测机器人作业场景下的抗干扰控制轨迹跟踪均方根误差均低于 1.0 mm ,机器人探头运行轨迹稳定,能实时完成转矩补偿,抵消突变干扰,具有控制自适应实时动态响应性。
Abstract:
In the anti-interference control of robot multi degree of freedom series actuator , the Hidden Markov Model ( HMM ) is mainly used for trajectory tracking and dynamic compensation.However , it is easily affected by the abnormal effect of control law , leading to high trajectory tracking errors.Therefore , an effective anti-interference control method for multi degree of freedom series actuator of an insulator live detection robot is proposed.First , an operational dynamics model is constructed based on Lagrange mechanics , and an anti-interference control center for the robot multi degree of freedom series actuator is designed to determine the coupling state.Subsequently , the desired trajectory is generated according to the planned task , and the joint decoupling and interference compensation are carried out through the coordination layer.The sliding mode variable structure is used to generate the switching function for dynamic compensation and trajectory tracking optimization of the actuator.Combined with a nonlinear model built from the core driving states of the actuator , the reaching speed parameters are adjusted , the control law is output , and the coordinated sliding mode control quantity is updated to complete the anti interference control of the multi degree of freedom series actuator of the insulator live detection robot.Experimental results show that under various operating scenarios of the insulator live detection robot , the proposed method achieves anti-disturbance control trajectory tracking mean square errors below 1.0 mm.The robot probe operates with a stable trajectory , enables real time torquecompensation to counteract sudden disturbances , and exhibits adaptive real-time dynamic responsiveness.

参考文献/References:

[ 1 ] 袁晗,安浩,郑宗楷,等 . 基于动锚点座绳驱并联机器人的空间机器人微重力模拟试验系统设计与控制[ J ] . 载人航天,2024 , 30 ( 6 ): 771-783.

[ 2 ] 唐力强,韦宇轩,胡海东,等 . 基于深度强化学习的月面四足机器人控制方法综述[ J ] . 空间控制技术与应用,2025 , 51 ( 5 ): 1-15.
[ 3 ] 罗富强,赵书尚,郅耀威,等 . 适用于极限工况的转向机器人线性时变模型预测控制方法[ J ] . 兵器装备工程学报,2025 , 46 ( 8 ): 319-330.
[ 4 ] 黄小霞,阳波,向鑫,等 . 基于改进行为克隆算法的机器人运动控制策略[ J ] . 计算机应用研究, 2025 , 42 ( 6 ): 1668-1675.
[ 5 ] 张润宁,余鹏,谭宁 . 基于变参递归网络和递归最小二乘的连续体机器人控制[ J ] . 自动化学报, 2025 , 51 ( 1 ): 90-103.
[ 6 ] 曹晓明,李楠,尹岳昆,等 . 基于终端滑模的四旋翼抗干扰轨迹跟踪控制[ J ] . 计算机仿真, 2025 , 42 ( 8 ): 1-6.
[ 7 ] 许一航,刘剑,武永宝,等 . 基于非线性补偿 LQR 的全驱动碟式水下机器人控制[ J ] . 控制理论与应用, 2024 ,41 ( 10 ): 1783-1790.
[ 8 ] 蒋华扬,吴涛,李明烁,等 . 基于 LADRC 的四轮全向 Mecanum 轮机器人运动控制研究[ J ] . 现代电子技术,2024 , 47 ( 6 ): 165-170.
[ 9 ] 张鹏伟,李学威 . 接触状态感知下分拣机器人抓取过程多参数挖掘控制技术[ J ] . 机械设计与研究,2023 , 39( 5 ): 24-28.
[ 10 ] 黄亚萍,杨冬 . 农作物病虫害预警蛇形机器人避障控制研究:基于超 声 波及 红外 感器 [ J ] . 农 机化 研究,2024 , 46 ( 5 ): 197-200.
[ 11 ] 宋晨嘉,刘贵杰,马琪,等 . 海流干扰下网衣清洗机器人控制方法研究[ J ] . 中国海洋大学学报(自然科学版),2023 , 53 ( 7 ): 128-136.
[ 12 ] 胡文洪,王宪,彭兆鑫,等 . 面向智能化铸造生产线的重载机器人迭代学习轨迹跟踪控制[ J ] . 机械科学与技术,2025 , 44 ( 4 ): 581-591.
[ 13 ] 郝崇清,任博恒,赵庆鹏,等 . 基于改进的 DDPG 算法的蛇形机器人路径规划方法[ J ] . 河北科技大学学报,2023 , 44 ( 2 ): 165-176.
[ 14 ] 孙福磊,魏秉晟,甘中学,等 . 基于间接编码的形态自适应机器人神经网络控制器设计[ J ] . 计算机应用与软件,2023 , 40 ( 4 ): 60-67.
[ 15 ] 杨飞,蒋威,陈诚,等 . 红外热源辅助开放空间工业机器人熔融沉积成形装备设计与成形性能研究[ J ] . 中国机械工程,2023 , 34 ( 11 ): 1343-1352.

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[1]胡 聪１,凌 烈２,３,等.面向悬垂绝缘子串更换任务的机器人机构设计与优化[J].机械与电子,2019,(09):75.
　,,et al.Design and Optimization of Robot Mechanism for Suspension Insulator String Replacement Task[J].Machinery & Electronics,2019,(05):75.
[2]张 程１,２,王伟栋１,等.机器人碰撞保护[J].机械与电子,2019,(08):76.
　,,et al.Robot Collision Protection[J].Machinery & Electronics,2019,(05):76.
[3]杨青丰１,２,冯宝林１,等.基于机械臂灵巧手智能数据采集系统的设计与分析[J].机械与电子,2019,(07):75.
　,,et al.Design and Analysis of Intelligent Data Acquisition System Based on Robotic Hand[J].Machinery & Electronics,2019,(05):75.
[4]谢智慧,卢道华,王 佳,等.基于改进蚁群算法的机器人路径规划问题研究[J].机械与电子,2019,(06):70.
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[5]达悦生,郑楚悦,孙茂荣.机器人运动学模型建立的改进 ＤＨ 方法及正反解计算[J].机械与电子,2019,(10):72.
　, Improved DH Method and Forward and Inverse Solution Calculation for Robot Kinematics Model Establishment[J].Machinery & Electronics,2019,(05):72.
[6]向真,张宏钊,姜勇,等.一种高压室消防机器人[J].机械与电子,2018,(12):64.
　XIANG Zhen,ZHANG Hongzhao,JIANG Yong,et al.A High-voltage Distribution Room Firefighting Robot System[J].Machinery & Electronics,2018,(05):64.
[7]李明洋,唐国宝,李乾,等.基于KNN算法的铝合金阳极化层打磨质量检测系统研究[J].机械与电子,2018,(06):45.
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[8]夏 康,黄晓华,周俊俊,等.管道机器人跨井机构的设计与研究[J].机械与电子,2018,(08):71.
　XIA Kang,HUANG Xiaohua,ZHOU Junjun,et al.Design and Research of Spanning Mechanism of Pipeline Robot[J].Machinery & Electronics,2018,(05):71.
[9]张超,周自强,谭翰墨,等.基于PC-Interface的机器人拆卸操作仿真研究[J].机械与电子,2018,(03):65.
　ZHANG Chao,ZHOU Ziqiang,TAN Hanmo,et al.Simulation of Robotic Disassembly Operation Based on PC-Interface[J].Machinery & Electronics,2018,(05):65.
[10]王 雄,高海艳,张 菁,等.轮腿式复合机器人设计及运动实现[J].机械与电子,2016,(01):72.
　WANG Xiong,GAO Haiyan,ZHANG Jing,et al.Design and Motion Realization of Wheel-legged Mobile Robot[J].Machinery & Electronics,2016,(05):72.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2026-01-05
基金项目:甘肃送变电工程有限公司 2025 年综合计划第一批专项投资计划(甘电司发展事业[ 2025 ] 64 号)
作者简介:王新忠 ( 1971- ),男,甘肃平凉人,高级技师,研究方向为输电线路运维检修、带电作业;高 磊 ( 1984- ),男,甘肃榆中人,高级工程师,研究方向为输电线路运维检修。
更新日期/Last Update: 2026-08-25