●前言
1 緒論
1.1 油浸式變壓器故障檢測技術概述
1.1.1 油浸式變壓器油中溶解氣體分析技術
1.1.2 油浸式變壓器油微水檢測技術
1.1.3 油浸式變壓器油溫檢測技術
1.1.4 油浸式變壓器繞組變形檢測技術
1.2 水下微型機器人研究現狀
1.3 油浸式變壓器內部故障檢測機器人研究現狀
1.4 小結
參考文獻
2 油浸式變壓器結構分析
2.1 變壓器結構特點
2.2 220kV變壓器實例
2.3 機器人特性
2.4 小結
參考文獻
3 機器人總體方案設計
3.1 機器人機械結構總體方案設計
3.1.1 機器人機械結構需求分析
3.1.2 機器人機械結構特點
3.1.3 機器人機械結構總體方案
3.2 機器人控制繫統總體方案設計
3.2.1 機器人控制繫統方案影響因素
3.2.2 機器人控制繫統通信方案分析
3.2.3 機器人控制繫統總體方案
3.3 小結
參考文獻
4 機器人機械結構設計
4.1 機器人機械結構緊湊型設計
4.1.1 機器人結構尺寸確定
4.1.2 機器人內部零部件小型化設計
4.2 機器人噴射泵推力分析
4.3 機器人流體動力學分析
4.4 機器人結構特性分析
4.5 機器人外殼耐油腐蝕性設計
4.5.1 機器人外殼材料需求分析
4.5.2 常見工業非金屬材料種類及優缺點
4.5.3 機器人外殼材料選型
4.5.4 機器人外殼耐油腐蝕性實驗
4.6 小結
參考文獻
5 機器人控制繫統設計
5.1 載體控制繫統硬件設計
5.1.1 核心控制板
5.1.2 電源管理板
5.1.3 姿態傳感器
5.1.4 數字圖傳模塊
5.1.5 激光雷達
5.1.6 攝像機
5.1.7 深度計
5.1.8 鋰電池
5.2 載體控制繫統軟件設計
5.2.1 軟件主要功能及特點
5.2.2 軟件流程圖
5.3 操作控制終端硬件設計
5.4 操作控制終端軟件設計
5.5 小結
參考文獻
6 機器人模型構建
6.1 機器人動力學分析
6.1.1 靜力及其力矩
6.1.2 流體動力及其力矩
6.1.3 噴射泵產生的推力及其力矩
6.1.4 重力和浮力
6.1.5 機器人動力學模型
6.2 機器人運動學模型
6.3 噴射泵模型
6.3.1 理論分析
6.3.2 參數識別
6.4 小結
參考文獻
7 機器人定點觀測控制器設計
7.1 滑模控制基本原理
7.2 模型解耦
7.3 深度控制器設計
7.3.1 自學習控制器
7.3.2 自適應反演滑模控制器設計
7.3.3 自適應反演滑模控制器穩定性分析
7.4 航向角控制器設計
7.4.1 非線性干擾觀測器設計
7.4.2 非線性干擾觀測器穩定性分析
7.5 仿真實驗驗證
7.5.1 仿真參數設置
7.5.2 深度控制器仿真
7.5.3 航向角控制器仿真
7.6 機器人驗證
7.7 小結
參考文獻
……

本書繫統地介紹了作者及其所在研究團隊關於油浸式變壓器內部故障檢測機器人的研究成果。針對變壓器密閉、充油、內部結構緊湊、電磁環境復雜等問題，本書融合人機協同控制技術、密閉充油的無線傳輸技術、激光雷達定位技術、視覺檢測技術等前沿科技，研發了一套可取代人工檢測的機器人裝置。本書詳細闡述了機器人控制繫統和緊湊型機械結構設計方法，構建了機器人動力學模型和運動學模型，提出了基於反演滑模控制的機器人懸停定點觀測控制方法，通過仿真驗證和示範應用證明了機器人在變壓器內部開展故障檢測任務的可行性。本書可作為變壓器故障檢修人員，機器人工程、控制工程和水下工程領域的研究和開發人員、工程技術人員的參考書，也可供理工類大學相關專業教師和學生參考。