[发明专利]一种在役绝缘子远程探伤控制系统

权利要求书

1.一种在役绝缘子远程探伤控制系统，其特征在于，基于带气囊无人飞行器在空中悬停作业完成在役绝缘子远程探伤，带气囊飞行器的气囊设置于飞行器上方，且飞行器上设置有给气囊充吸氢气、氦气或热空气的气泵，气泵与气囊之间有带电磁阀的气管，带气囊飞行器在空中悬浮运动微分方程如下：

式中：

M₀—带气囊飞行器质量；

K₀—带气囊飞行器垂直方向运动气体附加质量系数；

h—带气囊飞行器高度；

t—时间；

ρ—空气密度；

S—带气囊飞行器垂直方向投影面积；

ξ₀—带气囊飞行器垂直方向运动阻尼系数；

G₀—带气囊飞行器浮力与重力之差；

充气泵向气囊充吸氢气、氦气或热空气所产生浮力变化如下：

式中：

r—氢气、氦气或热空气比重；

g—重力加速度；

Q—气泵流量；

考虑带气囊飞行器螺旋桨推力与气泵充吸气的影响，带气囊飞行器在空中悬浮运动微分方程：

式中：

F₂—螺旋桨推力；

其具体控制步骤包括：

S11：浮力传感器实时检测并发出浮力偏差信号；

S12：直接接通或断开微动开关；

S13：电磁阀的开关控制对气囊充吸轻气，与螺旋桨联动控制，调节螺旋桨转速，相应控制螺旋桨推力，直到螺旋转速缓慢减为0；

S14：飞行器悬停在空中。

2.根据权利要求1所述的一种在役绝缘子远程探伤控制系统，其特征在于，所述探伤控制系统采用设置于飞行器上的自适应维持测试工件方向装置，自适应维持测试工件方向装置包括陀螺和反馈充吸三角形布置的三个辅助气囊；保持传感器沿被测工件方向水平运动，实现精准检测。

3.根据权利要求2所述的一种在役绝缘子远程探伤控制系统，其特征在于，所述陀螺为双自由度陀螺，陀螺自转轴在干扰力矩作用下的运动为漂移，运动角速度为漂移角速度；

设陀螺的角动量为

设干扰力矩为

漂移角速度为

给予较大的角动量来降低漂移角速度ω_d的数值，以提升稳定性。

4.根据权利要求3所述的一种在役绝缘子远程探伤控制系统，其特征在于，基于差分电容及差分放大电路、比例放大电路，设与转子进动角成比例的电压信号为V₀₁，检测角α的振动平衡位置对应的调制频率信号输出获得较大的检测灵敏度，V₀₁，先经过高通滤波器滤除直流分量，得V₀₂，经过低通滤波器滤除磁力自平衡效应带来的高频调制信号及由陀螺章动、机械振动原因带来的高频干扰信号，得V₀₃，V₀₃通过相敏检波器与调制信号相乘再通过低通滤波器，解调出与V₀₃幅值成正比的直流信号；相敏解调对相位敏感，调制信号在通过比较器产生解调方波信号前先通过移相器对相位进行补偿，实现可变磁性的快速精确控制。

5.根据权利要求4所述的一种在役绝缘子远程探伤控制系统，其特征在于，采用X、Y、Z三个维度伺服电机精准反馈定位控制系统保证检测传感器精准定位，具体步骤为：

S21：位置给定，系统发送位置指令给位置控制器；

S22：基于光电器的位置计算，位置控制器工作发送指令至速度控制器；

S23：基于光电器的速度计算，速度控制器工作发送指令至电流控制器；

S24：基于电流反馈，电流控制器工作；

S25：经PWM放大器控制伺服电机工作，期间的工作电流反馈至S24步骤中；

S26：伺服电机工作，光电器进行位置计算反馈至S22步骤中，光电器进行速度计算反馈至S23步骤中。