[1]韩振华,李亚冬,胡振江,等.融合环境动态感知的风机叶片检测机器人分层抗风扰控制[J].机械与电子,2026,44(08):58-64.
　HAN Zhenhua,LI Yadong,HU Zhenjiang,et al.Hierarchical Wind Disturbance Rejection Control for Wind Turbine Blade Inspection Robot with Dynamic Environmental Perception[J].Machinery & Electronics,2026,44(08):58-64.
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融合环境动态感知的风机叶片检测机器人分层抗风扰控制()
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《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
44
期数:
2026年08期
页码:
58-64
栏目:
机器人技术
出版日期:
2026-08-25

文章信息/Info

Title:
Hierarchical Wind Disturbance Rejection Control for Wind Turbine Blade Inspection Robot with Dynamic Environmental Perception
文章编号:
1001-2257(2026)08-0058-07
作者:
韩振华; 李亚冬; 胡振江; 张 皙
北京中唐电工程咨询有限公司,北京 100040
Author(s):
HAN Zhenhua; LI Yadong; HU Zhenjiang; ZHANG Xi
(Beijing Zhongtang Electric Engineering Consulting Co.,Ltd.,Beijing 100040,China)
关键词:
复杂曲面; 风机叶片; 检测机器人; 抗风扰; 动态平衡; 机器人控制
Keywords:
complex curved surface; wind turbine blade; inspection robot; wind disturbance resistance; dynamic balance; robot control
分类号:
TP242;TM315
文献标志码:
A
摘要:
针对风机叶片高空作业中湍流风场与叶片曲面的复杂特性导致的感知不足、控制滞后,以及机器人贴合稳定性下降的问题,提出一种融合环境动态感知与分层抗扰控制的动态平衡控制方法。通过多源传感器实时获取风场参数与曲面几何物理特征,构建风载曲面耦合动力学模型,并基于力矩补偿机制与自适应位置跟踪算法计算动态平衡控制量;上层通过法向阻抗控制实现接触力精准调节,下层通过抗风扰力矩分配与质心位置协同调整,实现机器人在强风与复杂曲面耦合工况下的稳定贴合作业。测试结果表明,相较于对比方法,所提方法将机器人的平均质心偏移量降低至1.02 mm,有效抗风范围提升至0~25 m/s,曲面贴合度达到0.97,显著提高了机器人在风扰与复杂曲面耦合工况下的动态平衡与自适应贴合能力。
Abstract:
Addressing the issues of insufficient perception,control lag,and deterioration of the robot’s conformal contact stability caused by the complex characteristics of turbulent wind fields and curved blade surfaces during high-altitude operations on wind turbine blades,this paper proposes a dynamic balance control method that integrates dynamic environmental perception and hierarchical wind anti-disturbance control.Real-time wind field parameters and geometric-physical features of the surface are acquired by multi-source sensors,and a coupled dynamic model of wind load and surface interaction is established.Based on a torque compensation mechanism and an adaptive position-tracking algorithm,the dynamic balance control inputs are computed.At the upper layer,normal impedance control is employed to achieve precise regulation of contact forces;at the lower layer,wind disturbance torque distribution is coordinated with centroid position adjustment to realize stable adhesion of the robot under coupled conditions of strong wind and complex curved surfaces.Test results demonstrate that,compared with the comparison methods,the proposed approach reduces the robot’s average centroid offset to 1.02 mm,extends the effective wind resistance range to 0-25 m/s,and achieves a surface adhesion level of 0.97.These improvements significantly enhance the dynamic balance and adaptive adhesion capabilities of the robot under coupled wind disturbance and complex curved surface conditions

参考文献/References:

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备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期:2026-02-02 基金项目:南方电网科技项目(YNKJXM20240073) 作者简介:韩振华 (1981-),男,山西人,硕士,高级工程师,研究方向为电力工程技术;李亚冬 (1973-),男,吉林人,博士,正高级工程师,研究方向为电力工程技术;胡振江 (1974-),男,吉林人,硕士,高级工程师,研究方向为电力工程技术;张 皙 (1981-),男, 河北人,硕士,高级工程师,研究方向为电力工程技术。
更新日期/Last Update: 2026-08-28