临场感智能采灰器的设计.pdf

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1、2011年第3O卷第7期传感器与微系统(TransducerandMicrosystemTechnologies)129临场感智能采灰器的设计赵玉良，戚晖，张晓鹏，李健(1．山东电力研究院，山东济南250002；2．山东鲁能智能技术有限公司，山东济南250002；3．国家电网公司，北京100031)摘要：为了提高煤灰测验工作中的煤灰采样效率问题，介绍了单自由度主从式力觉临场感和视觉临场感遥操作电厂智能采灰器的设计和低成本实现方法。由操作者操纵的力反馈操纵杆装有直流力矩电机，与环境作用的采样器选用输

2、出力大、可靠性高的液压伺服驱动。采用一种二通道位置一力控制结构，并且力控制采用了积分分离PID控制。最后通过实验进一步分析说明所设计的体系结构的合理性和可行性。关键词：采灰器；力觉临场感；视觉临场感中图分类号：TP217．9文献标识码：B文章编号：1000--9787(2Ol1)07-0129--03DesignofintellectualgatheringgreytoolwithtelepresenceZHAOYu—liang，QIHui，ZHANGXiao．peng。，LIJian(1．Sha

3、ndongElectric]PowerResearchInstitute，Jinan250002，China；2．ShandongLunengInteligenceTechnologyCoLtd．，Jinan250002，China；3．StateGridCorlmrationofChina，Beijing100031，China)Abstract：Forimprovingefficiencyproblemincoalashtest．aone·degree—of-freedomcontrolsys

4、temofmaster—slavegatheringgreytoolwithforcetelepreseneeandsensetelepresenceisdeveloped，anditslow—costimplementationmethodisintroduced．ThemastercontrolledbyanoperatorisequippedwithaDCtorquemotorandthescaleddownslavegatheringgreytoolWhichexecutesrealtas

5、ksintheenvironmentisdrivenbyahydraulicservosystem．Basedonatwo—channelposition—forcecontrolarchitecture，integralseparationPIDcontrolisusedaboutforcefeedback．Inordertoshowthevalidityandfeasibilityofthedesignedarchitecture，exampleisintroducedandanalyzed．

6、Keywords：gatheringgreytool；forcetele·presence；sensetelepresence0引言1临场感煤灰采样器整体结构在我国电力工业中，近年来粉煤灰的年排放量是1．2×如图1所示，煤灰采样器系统主要由操作者，力反馈操10t以上。粉煤灰是一种松散的塑性很差的脊性物质，各纵杆、采样器，主、从控制站，Internet，环境，摄像机和图像采地电厂使用煤的品种不同，燃烧工艺存在差异，粉煤灰的化集卡构成。采样器采用液压位置伺服控制方式，采样器可学成分差别很大。在综合利用

7、粉煤灰的过程中，弄清粉煤以完全跟随力反馈操纵杆来运动。灰的成分变得非常重要。智能化的从采样器控制，便于操作。采样器有力反馈，由于电厂的作业环境复杂多样，以往的煤灰采样器无能够极大地提高操作者意识，便于执行复杂运动。由于采力反馈功能，很容易损坏罐车设备。为了提高煤灰采样器样器具有力反馈系统，能极大地减少对工作环境和采样器的可操作性和作业安全性，本文设计了一种带临场感的液本体的损害。压伺服驱动采样器，这种采样器采用临场感技术，通过力觉采样器仅仅需要一个电气连接和一个液压源连接。采传感器和视觉传感器将远

8、地采样器与环境的交互信息实时样器的阀门都是作为采样器的集成部分，可以消除笨重的地反馈到本地操作者处，生成和远地环境一致的虚拟环境，液压线路。一个四孔方形平台结构使得采样器非常容易安使操作者产生身临其境的感受，从而实现对采样器带感觉装。的控制，完成作业任务J。通过对煤灰采样器进行电厂煤摄像机和主控制站显示用来给操作者提供真实的视觉灰采样的实验研究，以验证所设计的采样器的适用性。感受。在主控制站对从采样器反馈来的数据进行处理，绘收稿日期：2010一l1-．o2130传感器与微系统第3O