为提升发电效率，挂式光伏清洁机器人大量应用于大型集中式光伏电站，电站多位于沙漠、山地、海上等偏远区域。机器人运维存在三大难点：需要物联网平台实现远程无人在线监测；需要实时检测并纠偏行走倾斜，防止轨道卡死；需要在线定位，避免机器人滞留光伏板中间降低发电效率。本文结合实际场景梳理设计需求，开发机器人控制系统与物联网管理平台。阐述MCU主控、电机控制、电池管理与无线通信方案；平台采用微服务架构，依托Web网页与移动端APP，实现设备状态、清洁任务、采集数据的监控管理，完成机器人远程运维。行走作业时，滚轮摩擦力、板面差异、电机驱动偏差会造成机器人上下端速度不一致，引发倾斜卡死甚至硬件损坏。为此提出基于电流数据反馈的倾斜检测‑纠偏方法，采集主从电机电流判断姿态，使用量子遗传PID算法完成纠偏校正。电流信号抗干扰强，姿态误判概率低；实验单次纠偏平均耗时1.19秒，波动小。针对机器人行进位置实时监测需求，提出基于电流数据的GRU模型位置检测方法。提取机器人经过光伏板时电机电流波形特征，利用GRU模型学习预测捕捉关键特征，再通过离散小波多尺度分析识别波形细微谷态，结合阈值筛选获取位置信息。实验检测准确率可达96%，具备良好实用性。
作者： 雷宇素
指导老师：陈科明
企业导师：曾佳
发布时间：2024年5月