第42卷第03期2023年03月煤炭技术CoalTechnologyVol.42No.03Mar.2023doi:10.13301/j.cnki.ct.2023.03.0510前言企业在进行煤炭生产时，需及时对作业设备状态进行监测，确保其运行过程的安全性和稳定性。目前，机械设备的状态监测主要采用现场人工巡检方式，但受工作环境以及人员素质的制约，存在巡检强度较大、成本较高、效率较低等不足，无法满足当前智能矿山生产的需求。近些年，部分研究者利用机器人巡检来代替传统的人工巡检和自动化监控，巡检效率得以改善。由于巡检机器人电机的转速和电流仍以传统PID方式控制为主，无法同时满足响应速度和超调量的要求，导致其实际使用效果并不理想。因此，通过分析巡检机器人直流无刷电机工作原理，运用双闭环控制策略对驱动电机的电流和速度进行控制，解决传统控制方式所存在的问题，在满足参数超调量的基础上，提升系统的响应速度，保证巡检机器人运行的稳定性和可靠性。1巡检机器人驱动电机工作原理矿用巡检机器人无刷直流驱动电机主要由本体、霍尔传感器和开关电路等部分所构成，一般采用2极三相星型结构。电机定子电枢的三相绕组两两对称，任一时刻只对2相绕组导通，第3相悬空失电。各相绕组持续导通角度为120°，每60°换相1次，换相期间电流大小与方向保持一致。最终形成跳变磁场驱动转子作旋转运动。巡检机器人驱动电机结构如图1所示。当无刷直流电机接通电后，电机的定子磁通与转子磁通交感产生转矩，驱动转子绕轴心旋转。霍尔传感器负责测定电机转子磁极位置并将其转换为电信号，使开关电路输出相应的逻辑信号，从而控制定*国家自然科学基金面上项目（52072343）基于电机双闭环策略的矿用巡检机器人控制技术*吴倩1，翟冬1，董世建2，李洁静1（1.沧州职业技术学院，河北沧州061001；2.中国矿业大学，江苏徐州221116）摘要：采用传统PID方式对矿用巡检机器人驱动电机进行控制时，存在响应速度慢、超调量较高等不足。通过分析驱动电机的工作原理，以巡检机器人无刷直流驱动电机为研究的方向，利用双闭环策略对驱动电机的电流和速度进行控制，并运用MATLAB/Simulink构建了控制模型对驱动电机的各项运行参数进行仿真。结果表明：对模型施加设定的转速时，双闭环控制系统的响应速度较快，静态误差小，可靠性良好。施加负载转矩时，速度环的调节用时较短，仅需0.02s即可达到动态平衡，且超调量较低，满足驱动电机控制要求，能够进一步提升了巡检机器人运行的稳定性。关键词：巡检机器人；无刷直流驱动电机...
