Design and evaluation of a passive compliance control method of an offshore wind turbine blade grinding robot

angleški

2025

letnik 71, številka 3/4

gravitacijska kompenzacija   izboljšani aktivni nadzor zavrnitve motenj   kompenzacija mrtvega območja   lopatica vetrne turbine na morju   pnevmatski obremenilni sistem

Univerza v Ljubljani, Fakulteta za strojništvo
(Obvezni izvod spletne publikacije)

Roboti, ki popravljajo lopatice vetrnih turbin na morju, so dovzetni za motnje različnih dejavnikov, kot je zunanji veter, zaradi česar lahko robot med postopkom brušenja poškoduje lopatice. Zato mora robot v neugodnem delovnem okolju ohranjati konstantno kontaktno silo brušenja. V tej študiji je bila za reševanje tega problema zasnovana naprava za nadzor konstantne sile, ki temelji na pnevmatskem sistemu. Za nadzor te naprave pa je bil predlagan krmilnik, ki temelji na izboljšanem algoritmu ADRC (Active Disturbance Rejection Control). Na podlagi analize mehanizma naprave za nadzor konstantne sile in glede na relativni red sistema je bil zasnovan ADRC algoritem drugega reda. Krmilnik uporablja sledilni diferencial (TD) za filtriranje vhodnega signala, razširjeni opazovalnik stanja (ESO) za oceno celotne motnje v sistemu in nelinearni zakon povratne kontrole napake stanja (NLSEF) za kompenzacijo. Da bi rešili težave z značilnostmi mrtve cone električnega proporcionalnega ventila, neznanimi motnjami med delovanjem na veliki nadmorski višini, spremembami kota nagiba med brušenjem, so bili v krmilnik vključeni algoritmi za kompenzacijo mrtve cone in kompenzacijo težnosti. Na koncu je bila zgrajena eksperimentalna platforma za izvajanje poskusov v različnih delovnih pogojih. Rezultati poskusov kažejo, da krmilnik v primerjavi s tradicionalnim proporcionalno-integralno-derivativnim (PID) algoritmom izboljša čas regulacije sistema za 59 %, pri čemer je prekoračitev blizu nič. V veliki meri sta se zmanjšali tudi absolutna vrednost največje napake in srednja kvadratna vrednost napake. Posledično ima krmilnik boljšo natančnost krmiljenja sile in zmogljivost dinamičnega sledenja, močno sposobnost zavračanja motenj in prilagodljivost ter zagotavlja teoretično podlago za praktično inženirsko uporabo.

29.09.2025