基于多传感器信息融合的管道机器人管内通过性研究.pdf

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1、●、P’I★ICandidate：YangWenkaiSupervisor：ViceProf．LiQingyunCollegeofChinapebasedon、‘‘、^‘J_I关于学位论文的独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在指导教师指导下独立进行研究工作所取得的成果，论文中有关资料和数据是实事求是的。尽我所知，除文中已经加以标注和致谢外，本论文不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含本人或他人为获得中国石油大学(华东)或其它教育机构的学位或学历证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对研究所做的任何贡献均已在论文中

2、作出了明确的说明。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文_作者签名．塌是坦．』日期：妒’／年扣Jil6日学位论文使用授权书本人完全同意中国石油大学(华东)有权使用本学位论文(包括但不限于其印刷版和电子版)，使用方式包括但不限于：保留学位论文，按规定向国家有关部门(机构)送交学位论文，以学术交流为目的赠送和交换学位论文，允许学位论文被查阅、借阅和复印，将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，采用影印、缩印或其他复制手段保存学位论文。保密学位论文在解密后的使用授权同上。学位论文作者签名：趣是地指导教师签名：．么!

3、k．至∑日期：砂J，年n五日日期：如7『年广月夕。▲』t上摘要道机器人是在特殊环境下为人类提供服务的一种智能化设备，随着管道检测技术和应用，在役管道的维护需求为管道机器人的研究和应用提供了广阔的发展空领域的研究得到了世界各国的重视。由于管道环境特殊，作业狭窄，并且需要远，对其环境探测和行走控制的研究是非常必要的。经过多年的发展，目前管道机术得到了迅速发展，但是从总体技术来看，管道机器人的开发和研制仍然处于发，其成果主要集中在实验样机，距离产业化应用还有一段距离。目前管道机器人的研究大多局限在直管环境，智能化程度不是很高，在管道中

4、行走不是很稳定，特别是在变径管和弯道中。对于三轮驱动式管道机器人，过弯和越障一直是机器人行走控制的瓶颈问题，本文利用多传感器信息融合算法和PMAC控制卡对机器人在管道的行走控制和管道通过性进行研究。本文介绍了了管道机器人和信息融合算法的研究背景和现状，根据油气管道环境的特点，建立了其体系结构，采用的管道机器人行走机构采用三轮差速驱动方式，经过分析这样的结构设计既能够实现在管道中平稳的行走，又能实现过弯和越障。本文所做的工作概括如下：在介绍了模糊神经网络理论的基础上，建立了适合于油气管道机器人的模糊神经网络控制模型，确定了输入输出

5、量和模糊规则，并进行了学习算子的推导，最后对管道中弯道情形的速度变化进行了仿真验证。对圆弧弯道和T型弯道进行了描述，分析了机器人在弯道处的几何约束和运动约束，着重介绍了机器人在T型管的运动控制和遇到台阶及障碍物的碰撞检测和越障能力，然后利用PMAC控制卡对机器人驱动轮进行了行走控制，并对机器人过弯时的前后驱动轮速度进行了仿真分析。关键字：管道机器人，多传感器信息融合，弯道通过性，模糊神经网络，PMAC控制卡’‘．●Jnneedsofpipelineinservicerobotsfortheresearchandapplicati

6、onofpipeprovidedabroadspacefordevelopment，thisfieldofresearchhasgottentheworld’SaRention．Becauseofthepipelinespecialcircumstances，theworkingnarrow,andtheneedforlong·rangewalking，controlofenvironmentaldetectionandwalkingresearchisverynecessary．Afteryearsofdevelopment，

7、thepipelinerobottechnologyhasgottentherapiddevelopment，fromtheoveralltechnicalpointofview，butresearchanddevelopmentofpipelinerobotisstillindevelopmentstage，theresultsmainlyconcentratedintheexperimentalprototype，whichstillexistsomedistancefromtheindustrialapplication．

8、Mostofthecurrentlimitationsoftheresearchpipelinerobotinthestraighttubeenvironment，intelligenceisnotveryhi曲，walkinginthepipelineisno