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龙图腾网获悉南京邮电大学申请的专利一种磁吸附缆索爬升机器人电磁力控制方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN114839876B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-26发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202210450338.1，技术领域涉及：G05B13/04；该发明授权一种磁吸附缆索爬升机器人电磁力控制方法是由廖逸豪;毛婧超;安文清;关海龙设计研发完成，并于2022-04-26向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种磁吸附缆索爬升机器人电磁力控制方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种磁吸附缆索爬升机器人电磁力控制方法，将桥梁缆索检测机器人在桥梁缆索上的振动作为干扰，使用姿态传感器检测机器人的运动状态；磁吸附机器人在斜缆索上运动，若出现振动，则姿态传感器会检测到加速度信号，并且用工控机读取加速度信号值，再根据信号大小，调整输出端口电压值的大小；最后利用buck升压模块将工控机输出端口的电压值放大，通入电磁机构两端。采用滑模控制方法来控制工控机输出端口的电压从而控制通入电磁机构线圈的电流。本发明机器人能根据检测的振动信号，自动选择最合适的电磁力大小进行控制。

本发明授权一种磁吸附缆索爬升机器人电磁力控制方法在权利要求书中公布了：1.一种磁吸附缆索爬升机器人电磁力控制方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1，根据线圈匝数，接触面积，电流大小和气隙长度建立电磁力相关模型： 其中，Fdc表示电磁力大小，I表示电流大小，N表示线圈匝数，为保险系数，其值在0.05～0.15之间，μ0为空气的导磁系数，其值为4π×10-7Hm，S表示磁极与斜缆索的相对面积，δ表示气隙平均长度； 步骤2，磁极的形状为弧形，根据磁极处曲线的数学方程和绳索处曲线的数学方程得到气隙的总长度为： 其中，表示气隙总长度，X表示直角坐标系横坐标的值，Y1表示直角坐标系中磁极曲线纵坐标的值，R1表示磁极曲率半径，Y2表示直角坐标系中绳索曲线纵坐标的值，R2表示绳索半径大小，将步骤2得到的气隙总长度除以磁极的长度则能够得到步骤1的气隙的平均长度； 步骤3，将磁吸附机器人的振动作为干扰源，利用姿态传感器检测磁吸附机器人的加速度变化情况，接收横向加速度以及纵向加速度的信息，进而检测磁吸附机器人的抖动状态； 步骤4，利用工控机读取步骤3的两个加速度信号值，在工控机内对两个值进行处理，得出总加速度平均值|a|；根据平均值的不同，将晃动等级分为11级，得出加速度平均值|a|与输出电压参考值的关系式： 在工控机中对总加速度平均值|a|进行实时比较，得出输出电压参考值 步骤5，设计滑模面sk为： sk＝mEk+vk 其中，m为待设计参数，Ek为电压跟踪增益，vk为输出电压误差积分，且sk0，vk0，m0； 输出电压误差积分vk进一步表示为： vk＝vk-1+GEk-1 其中，G为积分增益； 步骤6，根据步骤5，使系统的初始状态被配置在滑模面上，设置输出电压误差积分vk的初始值v0为： v0＝-mE0 步骤7，设计滑模电压控制器，且采用离散等效控制律： sk+1-sk＝0 其中，sk+1为向前递推一采样时间步的滑模面，在采样时间步足够小的情况下，认为输出电压参考值在一个采样周期内保持不变： 得出Buck电路的滑模控制律为： 其中，是等效控制的滑膜控制率，C为电容值，R为电阻值，T为采样周期，uok为电压反馈值，fk为集中扰动的估计值； 为使系统能够始终到达准滑动模态，增加不连续的切换控制项： 其中，是附加切换控制项，C为电容值，T为采样周期Ksw为切换项增益，且Ksw0，sgnsk为滑模面sk的符号函数； 最后整理得出滑模电压控制器的完整形式为： 步骤8，引入“延迟扰动估计”策略，通过计算上一采样时刻的集中扰动值fk-1来近似估计本时刻的扰动： 步骤9，对输出电压uo进行实时采样，将输出电压参考值作为输入变量之一，与实时输出电压uo作差得出Ek且fk-1输入到式中，得出电感电流参考值 其中，fk-1为集中扰动的估计值； 步骤10，对电感电流iL进行实时采样，并使其与电感电流参考值作差，对差值进行电流内环PI控制，并对等效占空比进行PWM； 步骤11，PWM信号对Buck电路中的MOSFET进行控制，以得到理想的电压值，理想的电压值通过工控机输出端口输出到DC-DC升压模块，最终将电压输出到电磁机构两端，产生相应电流，保证电磁机构产生足够的电磁力使磁吸附机器人不会在振动状态下发生掉落事故。

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