在能源转型与双碳背景下，提升光伏发电效率是行业重点。荒漠光伏板积灰严重，人工清洁效率低、成本高，挂轨式光伏清洁机器人对电站高效运行意义重大。本文针对复杂工况下机器人电机控制与姿态纠偏难题，设计基于滑模变结构控制与多模态数据融合的智能控制系统。系统搭建“端‑边‑云”分布式协同架构，包含机器人本体、LoRa通信、本地SCADA监控平台、云端管理与移动交互终端。硬件采用高性能MCU主控与无刷直流电机驱动；软件基于VUE开发Web与APP，完成远程监控与智能运维。针对恶劣环境下无刷直流电机驱动难题，提出滑模观测器结合增量式PID的双边电驱控制策略，依靠反电动势实现无传感器转子位置估算，补偿主从电机同步误差。测试显示，4N·m扰动下转速波动仅0.8%，调节时间2ms，相比传统PI提升62.5%，双边电机同步偏差控制在0.15%‑0.38%。在姿态纠偏方面，提出多模态数据融合方案，构建分布式卡尔曼滤波多模态晚融合模型，挖掘角度传感器与电机电流时空关联，完成扰动下姿态实时估计与闭环补偿。对比单模态方式，作业偏航角偏差降低92.8%。软硬件一体化系统实现机器人群协同无人运维。荒漠电站实测表明，系统优化异常预警与姿态调整，缩短故障处置周期，降低运维成本，提升发电效率，为复杂环境光伏清洁机器人提供可复用工程方案，助力新能源无人化高可靠发展。
作者： 赖盛纪
指导老师：陈科明
企业导师：曾佳
发布时间：2025年5月