Análisis de optimización del rendimiento del manipulador de detección de descarga parcial basado en los algoritmos...

Área de la Ciencia:

• Robótica y automatización
• Ingeniería eléctrica
• Inteligencia artificial

Sus antecedentes:

• La detección de descargas parciales (DP) en aparatos de conmutación de alta tensión es fundamental para la fiabilidad de la red.
• Los manipuladores de seis grados de libertad (6-DOF) enfrentan desafíos en la detección de PD debido a la redundancia de cinemática inversa (IK) y la falta de optimización sinérgica.
• Los métodos existentes luchan por equilibrar la precisión de posicionamiento del efector final con la eficiencia energética.

Objetivo del estudio:

• Desarrollar un modelo adaptativo de optimización de doble capa para los manipuladores 6-DOF en la detección de PD.
• Abordar los desafíos de la redundancia de las soluciones de IK y la optimización sinérgica de la precisión y el consumo de energía.
• Mejorar el rendimiento de los sistemas robóticos en la inspección de infraestructuras eléctricas críticas.

Principales métodos:

• Un modelo de optimización adaptativa de doble capa que integra la optimización de enjambres de partículas basadas en la memoria de correlación espacio-temporal BP (STPSO-BP) y el recocido simulado basado en el mapeo caótico (CM-SA).
• La primera capa utiliza STPSO-BP con memoria larga a corto plazo (LSTM) para mejorar la precisión de posicionamiento y la adaptabilidad.
• La segunda capa emplea CM-SA con restricciones de ángulo de articulación caótica y ajustes dinámicos para la optimización colaborativa del consumo de energía y el error de posicionamiento, utilizando interpolación de spline cúbica para el suavizado de la trayectoria.

Principales resultados:

• El error de posicionamiento se redujo en un 68,9% en comparación con los algoritmos de red neuronal BP tradicionales.
• El consumo de energía disminuyó en un 60,18% con respecto al estado previo a la optimización.
• El modelo propuesto demuestra una optimización sinérgica significativa de la precisión y la eficiencia energética.

Conclusiones:

• El modelo de doble capa desarrollado ofrece una solución innovadora para el control sinérgico de precisión y energía en los manipuladores 6-DOF para la detección de PD.
• Este enfoque mejora significativamente la eficiencia y la eficacia de la inspección robótica en el equipo de conmutación de alta tensión.
• Los hallazgos contribuyen al avance de las aplicaciones robóticas en el mantenimiento y la seguridad de la infraestructura eléctrica crítica.