光伏組件清掃機器人運動控制系統(tǒng)設計與研究

【摘要】：目前,光伏組件被廣泛應用于光伏發(fā)電行業(yè)。在實際的應用中,空氣中的灰塵會不斷的沉積在光伏組件的表面,大大降低了光伏組件的發(fā)電效率。因此,需要對太陽能電池板表面的積灰進行定期的清掃?，F(xiàn)在主流的清潔方式為人工清潔,清潔的成本比較高。針對上述情況,多家研究機構已經設計出了相應的太陽能電池板清掃裝置,來解決光伏組件表面積灰清潔的問題。但是,仍然存在一些問題：清掃效率較低,清掃效果不理想,環(huán)境適應能力差,不能實現(xiàn)完全自動的清掃過程等。本課題充分地分析了上述問題,并設計出了一款光伏組件清掃機器人。該機器人控制系統(tǒng)的優(yōu)勢在于：清潔效率高,環(huán)境適應能力強,能夠實現(xiàn)全自動的清掃過程。本文首先根據(jù)清掃機器人需要完成的任務,進行了樣機的概念設計。其次,根據(jù)功能要求,對涉及到的元器件進行選型、采購,搭建出基于PLC控制器的清掃機器人的硬件電路部分。再對清掃機器人進行軟件方面的設計,包括清掃機器人正常清掃程序、故障處理程序和差速調節(jié)算法等。最后,在模擬現(xiàn)場環(huán)境下進行了實驗研究。在模擬現(xiàn)場環(huán)境下的實驗過程中,發(fā)現(xiàn)了一些問題。并在解決問題的過程中,對清掃機器人運動控制系統(tǒng)進行了不斷地改進和優(yōu)化。 【關鍵詞】：光伏組件 清掃機器人 運動控制系統(tǒng) 硬件設計 軟件設計
【學位授予單位】：安徽大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP242
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 1 緒論7-20
• 1.1 研究背景與研究意義7-9
• 1.2 國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢9-17
• 1.2.1 國內外研究現(xiàn)狀9-16
• 1.2.2 發(fā)展趨勢16-17
• 1.3 主要研究內容及創(chuàng)新點分析17-18
• 1.3.1 主要研究內容17
• 1.3.2 創(chuàng)新點分析17-18
• 1.3.3 本文的章節(jié)劃分18
• 1.4 本章小結18-20
• 2 清掃機器人概念設計20-25
• 2.1 控制系統(tǒng)設計要求20-21
• 2.2 機器人本體結構設計21-24
• 2.2.1 矩形框架22
• 2.2.2 行走機構22-23
• 2.2.3 絞纜機構23
• 2.2.4 清掃機構23
• 2.2.5 輔助機構23-24
• 2.3 本章小結24-25
• 3 運動控制系統(tǒng)硬件設計25-57
• 3.1 主要元器件介紹及選型26-52
• 3.1.1 PLC的基本介紹26-29
• 3.1.2 PLC選型29-40
• 3.1.3 直流伺服電機40-44
• 3.1.4 直流步進電機44-48
• 3.1.5 傳感器48-51
• 3.1.6 編碼器51
• 3.1.7 其他元器件51-52
• 3.2 電氣原理接線圖設計52-56
• 3.2.1 PLC輸入/輸出點數(shù)52-53
• 3.2.2 PLC控制器I/O接線原理圖53-54
• 3.2.3 行走電機接線原理圖54-55
• 3.2.4 絞纜電機接線原理圖55
• 3.2.5 清掃電機接線原理圖55-56
• 3.3 本章小結56-57
• 4 運動控制系統(tǒng)軟件設計57-65
• 4.1 軟件功能設計框架57-58
• 4.2 控制流程圖設計58-63
• 4.2.1 初始化58-59
• 4.2.2 主程序模塊59-61
• 4.2.3 子程序模塊61-63
• 4.3 差速調節(jié)算法63-64
• 4.4 本章小結64-65
• 5 運動控制系統(tǒng)調試與實驗65-67
• 5.1 參數(shù)設定65-66
• 5.1.1 行走電機參數(shù)設定65
• 5.1.2 絞纜電機參數(shù)設定65-66
• 5.1.3 清掃電機參數(shù)設定66
• 5.2 整體調試66
• 5.3 本章小結66-67
• 6 總結與展望67-68
• 6.1 工作總結67
• 6.2 展望67-68
• 參考文獻68-71
• 附錄71-74
• 致謝74

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