[1]薛 飞,章 立,姚 杰,等.基于自适应波阻抗的带电作业机器人遥操作控制[J].机械与电子,2026,44(04):74-80.
　XUE Fei,ZHANG Li,YAO Jie,et al.Teleoperation Control of Live Working Robots Based on Adaptive Wave Impedance[J].Machinery & Electronics,2026,44(04):74-80.
点击复制

基于自适应波阻抗的带电作业机器人遥操作控制()
分享到：

《机械与电子》[ISSN:1001-2257/CN:52-1052/TH]

卷:
44
期数:
2026年04期
页码:
74-80
栏目:
机器人技术
出版日期:
2026-04-27

文章信息/Info

Title:
Teleoperation Control of Live Working Robots Based on Adaptive Wave Impedance
文章编号:
1001-2257 ( 2026 ) 04-0074-07
作者:
薛 飞 1 ; 章 立 1 ; 姚 杰 1 ; 刘 祺 2 ; 庄会城 2
1. 国网江苏省电力有限公司常州供电分公司,江苏 常州 213000 ;
2. 南京理工大学自动化学院,江苏 南京 210094
Author(s):
XUE Fei1 ;  ZHANG Li1 ;  YAO Jie1 ;  LIU Qi2 ;  ZHUANG Huicheng2
( 1.Changzhou Power Supply Branch , State Grid Jiangsu Electric Power Co. , Ltd. , Changzhou 213000 , China ;?
2.School of Automation , Nanjing University of Science and Technology , Nanjing 210094 , China )
关键词:
带电作业机器人; 遥操作; 通信时延; 波变量; 模糊控制
Keywords:
live working robot ;  teleoperation ;  communication delay ;  wave variable ;  fuzzy control
分类号:
TP242.3
文献标志码:
A
摘要:
针对带电作业遥操作中通信时延引起的主从系统失稳问题,以及传统固定波变量方法在保证稳定性时严重牺牲透明性的局限,提出了一种基于模糊逻辑的自适应波阻抗控制方法。该方法在波变量无源性框架下,引入多维性能实时评价机制对系统状态进行量化评估,通过模糊推理算法根据任务状态自适应调节波阻抗参数,在自由空间降低阻抗以提升操作透明度与跟踪精度,在接触瞬间增大阻抗以抑制力觉振荡。实验结果表明,与传统固定参数方法相比,该策略在时延条件下不仅严格保证系统的稳定性,还能显著提升力觉交互的透明度,充分验证了其优越性。
Abstract:
To address the instability issue in master slave systems caused by communication delays during live working teleoperation , and to overcome the limitation of traditional fixed wave variable methods that severely compromise transparency while ensuring stability , an adaptive wave impedance control method based on fuzzy logic is proposed.Within the framework of wave variable passivity , the method incorporates a multi-dimensional performance real-time evaluation mechanism to quantitatively assess the system status.By employing a fuzzy inference algorithm , the wave impedance parameters are adaptively adjusted according to the task state : reducing impedance in free space to enhance operational transparency and tracking accuracy , while increasing impedance at the moment of contact to suppress haptic oscillation.Ex- perimental results demonstrate that , compared with traditional fixed-parameter methods , the proposed strategy not only strictly guarantees system stability under time-delay conditions but also significantly improves the transparency of haptic interaction , effectively verifying its superiority.

参考文献/References:

[ 1 ] 刘凯,赵慧敏,吴田,等 . 面向配电网带电作业的轻量化人体姿态估计安全识别研究[ J ] . 安全与环境学报,2025 , 25 ( 9 ): 3445-3455.

[ 2 ] 刘磊,袁齐坤,陈武,等 . 带电作业机器人末端姿态优化与路径规划[ J ] . 机械设计与研究, 2023 , 39 ( 4 ): 16-20.
[ 3 ] 马富齐,刘永文,王波,等 . 基于 HOI 集合预测的带电作业场景元素交互关系解析方法[ J ] . 高电压技术,2025 , 51 ( 6 ): 3054-3064.
[ 4 ] 陈富国,赵盼盼,牛博,等 . 输电线路带电作业机器人的电磁分析与防护设计[ J ] . 高压电器, 2023 , 59 ( 2 ): 81-88.
[ 5 ] ZOU W Q , SHU X , TANG Q Q , et al.A survey of the application of robots in power system operation and maintenance management [ C ] ∥2019 Chinese Automation Congress ( CAC ) .New York : IEEE , 2019 : 4614-4619.
[ 6 ] TONG X X , MENG B K , GAO L Y , et al.An intelligent inspection robot of power distribution network based on image automatic recognition system [ C ] ∥ 2018 China International Conference on Electricity Distribution ( CICED ) .New York : IEEE , 2018 : 97-100.
[ 7 ] 刘兴发,刘华钢,刘庭,等 . 带电作业机器人交流电弧放电电流特性研究[ J ] . 高电压技术, 2022 , 48 ( 6 ): 2410-2417.
[ 8 ] 杜民生,白兴东,周璋鹏,等 . 机械智能辅助带电作业关键技术与作业机器人设计 [ J ] . 广东电力, 2023 , 36( 12 ): 57-62.
[ 9 ] 刘雨豪 . 具有临场感的带电作业机器人安全遥操作系统设计与实现[ D ] . 南京:南京理工大学,2024.
[ 10 ] 胡俊伟 . 配网带电作业机器人的增强现实人机交互技术研究[ D ] . 合肥:中国科学技术大学,2024.
[ 11 ] LI S J , WANG J , ZHANG H Y , et al.A real-time explicit mapping and teleoperation control method for humanoid robots with posture constraints [ J ] .Mechatronics , 2023 , 90 ( 1 ): 1029-1037.
[ 12 ] 薛飞,胡一峰,何星晔,等 . 基于力觉临场感的带电作业机器 人遥操作控制 系 统 设 计 [ J ] . 机 械与电子,2025 , 43 ( 4 ): 58-63.
[ 13 ] 文辉,刘霞,杨勇 . 基于动态事件触发通信的时变时延遥操作系统的位置和力控制[ J ] . 信息与控制, 2025 ,54 ( 1 ): 110-122.
[ 14 ] 李文皓,张珩,冯冠华 . 复杂大时延的多主多从共享遥操作方法[ J ] . 航空学报, 2021 , 42 ( 1 ): 200-214.
[ 15 ] 夏晶,郝翔,刘琳涛,等 . 时域连续下遥操作机器人时延测试系统设计[ J ] . 仪表技术与传感器, 2024 ( 7 ): 66-71.
[ 16 ] 张永林,宋爱国 . 时延遥操作系统控制的波变量法[ J ] . 信息与控制, 2007 , 36 ( 5 ): 616-622.
[ 17 ] 张树欣,黄晨宏,郑真,等 . 应用于远程带电作业机械臂的遥 操作控制方案研究 [ J ] . 电网与清洁能源,2022 , 38 ( 10 ): 11-16.
[ 18 ] 吴超,宋荆洲 . 基于波变量的时域无源双边遥操作控制方法研究[ J ] . 载人航天, 2020 , 26 ( 6 ): 767-776.
[ 19 ] 于波 . 基于波变量法的足式机器人双边遥操作控制研究[ D ] . 哈尔滨:哈尔滨理工大学,2022.

相似文献/References:

[1]李元鹏,郭 疆,邵明东.基于被动力反馈的遥操作电液控制系统[J].机械与电子,2015,(11):47.
　LI Yuanpeng,GUO Jiang,SHAO Mingdong.A Type of Teleoperated Electro-hydraulic Control System Based on Passive Force Feedback[J].Machinery & Electronics,2015,(04):47.
[2]薛 飞,胡一峰,何星晔,等.基于力觉临场感的带电作业机器人遥操作控制系统设计[J].机械与电子,2025,(04):58.
　XUE Fei,HU Yifeng,HE Xingye,et al.Teleoperation Control Design of Electric Power Operation and Maintenance Live Working Robots Based on Force Sensing and Presence[J].Machinery & Electronics,2025,(04):58.

备注/Memo

备注/Memo:
收稿日期: 2026-01-05
基金项目:国家电网有限公司科技项目资助( J2025057 )
作者简介:薛 飞 ( 1976- ),男,江苏常州人,硕士,高级政工师,研究方向为不停电作业;庄会城 ( 2002- ),男,江西吉安人,硕士研究生,研究方向为机器人控制,通信作者, E-mail : zhuanghuicheng942@njust.edu.cn 。
更新日期/Last Update: 2026-08-21