【摘要】：儲油罐是長輸油氣管道輸送介質(zhì)的儲存容器。輸油管道首站的儲油罐用于收集、儲存石油和保證管線輸油量的穩(wěn)定,末站的儲油罐用于接收和儲備來油,并提供給用油單位,在世界范圍內(nèi)都作為主要的能源存儲工具。能源存儲儲罐作為在役設(shè)備,會由于腐蝕、地殼板塊運動擠壓等造成罐底或罐壁破損,造成能源大面積泄露等問題。針對儲油罐底腐蝕檢測這一問題提出一種采用儲油罐底腐蝕檢測機器人進行在線巡檢的技術(shù)。根據(jù)工業(yè)儲油罐底在線檢測技術(shù)要求,提出履帶式機器人掃查控制系統(tǒng)的基本技術(shù)指標,研究儲油罐底腐蝕檢測機器人掃查控制系統(tǒng)的兩輪驅(qū)動方式。對儲油罐底腐蝕檢測機器人掃查控制系統(tǒng)進行動力學分析,為系統(tǒng)控制器研究提供理論依據(jù)。為描述儲油罐底腐蝕檢測機器人掃查控制系統(tǒng)的運行姿態(tài),采用慣性導(dǎo)航理論建立掃查控制系統(tǒng)的姿態(tài)描述方法,引入歐拉角坐標系變換以及四元數(shù)理論完成掃查控制系統(tǒng)的姿態(tài)解析。研究掃查控制系統(tǒng)的路徑規(guī)劃算法,實現(xiàn)掃查控制系統(tǒng)的行走路線規(guī)劃,采用PID算法研究速度及方向控制器,實現(xiàn)對掃查控制系統(tǒng)的速度和運行姿態(tài)的閉環(huán)反饋控制;為減小姿態(tài)傳感器動態(tài)測量誤差對控制精度造成的影響,引入卡爾曼濾波算法對姿態(tài)傳感器檢測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)融合。結(jié)合履帶式機器人的控制理論研究,完成了掃查控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng),分別進行TFTLCD顯示、姿態(tài)解算、運動性能、命令控制以及路徑規(guī)劃控制實驗,實驗結(jié)果表明:履帶式掃查控制系統(tǒng)設(shè)計合理;通過對掃查控制系統(tǒng)速度、姿態(tài)的PID反饋控制實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和航向校正;基于卡爾曼濾波的數(shù)據(jù)融合算法有效減小姿態(tài)傳感器動態(tài)測量誤差,降低姿態(tài)結(jié)算后對PID算法控制器控制精度的影響;基于柵格法路徑規(guī)劃的行走策略實現(xiàn)系統(tǒng)的罐底掃查覆蓋。通過對超聲波儲油罐底腐蝕檢測機器人掃查控制系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)實驗,驗證采用履帶式超聲波儲油罐底腐蝕檢測機器人掃查控制系統(tǒng)在線檢測技術(shù)的可行性。
【圖文】：

圖 1.1 儲油罐實物圖Fig. 1.1 Oil tank physical map靠報道統(tǒng)計，在 2010～2014 年期間，，僅在我國出現(xiàn)的罐底泄漏、油現(xiàn)了幾十起。其中在大連的中石油公司，兩年內(nèi)接連發(fā)生了五次嚴罐內(nèi)原油泄露導(dǎo)致產(chǎn)生大火并造成管道相關(guān)設(shè)備乃至儲罐出現(xiàn)了不

圖 1.2 國內(nèi)某罐區(qū)事故圖Fig. 1.2 Accident map of a certain tank area in China油的儲備且確定石油儲存的安全可靠性問題上，最關(guān)鍵的一石油儲備設(shè)備。假設(shè)石油儲存設(shè)備的安全性可靠性無法確保
【學位授予單位】：沈陽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TE988;TP242

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本文編號：2588441