中國貴陽的CGN（貴州）新能源團隊在《科學報告》（Scientific Reports）發(fā)表論文，通過仿真驗證了基于多電機同步與精準脈寬調制（PWM）的光伏組件清洗機器人伺服控制系統(tǒng)。該方案旨在解決復雜工況下多電機不同步導致的機器人偏航、卡頓及清潔不均等問題。

光伏清洗機器人依賴多臺電機協(xié)同完成行走與清潔任務。傳統(tǒng)控制策略在面板表面擾動下易出現(xiàn)速度漂移與相位偏差，導致機器人偏離預定軌跡或留下清潔痕跡。研究指出，若單側驅動電機轉速差異或清潔電機滯后，誤差會沿面板行距累積，Zui終引發(fā)運動卡滯或覆蓋不均。

該系統(tǒng)的核心為基于誤差分量的路徑跟蹤控制策略。系統(tǒng)不直接依賴預設軌跡指令，而是實時計算實際路徑偏差并反饋至控制回路。機器人線速度由比例積分（PI）控制器調節(jié)，以兼顧即時響應與消除穩(wěn)態(tài)偏移；偏航角速度則由比例（P）控制器管理，按偏差幅度進行修正。雙控制器協(xié)同確保機器人在外力干擾下仍能保持既定航向。

精準PWM技術是維持電機同步的第二支柱?？刂破魍ㄟ^高頻開關直流電源，利用占空比微調輸送至各電機的平均功率，實現(xiàn)轉速的實時細粒度調整。當某臺電機發(fā)生相對漂移時，系統(tǒng)可在約0.46秒至1.43秒的時間延遲窗口內檢測并補償差異，避免劇烈動作損壞脆弱的面板玻璃。

仿真測試表明，在外部擾動條件下，機器人的偏航角度可恢復至預期的0弧度，徹底消除航向誤差。多電機同步控制的時間延遲數(shù)據(jù)在整個實驗過程中保持在較低水平，證明該系統(tǒng)具備有效校正電機間同步誤差的能力。對于需連續(xù)跨越數(shù)百塊面板的作業(yè)場景，將同步誤差限制在此范圍內是防止中途救援的關鍵。

該研究背景在于干旱缺水地區(qū)光伏裝機量快速擴張，清洗機器人可大幅降低人工耗水成本，其可靠性直接影響光伏電站的經濟效益。需注意的是，本文結果均來源于計算機仿真，屬于控制系統(tǒng)開發(fā)的標準驗證階段。作者強調，該成果為控制架構提供了基礎驗證，從仿真性能轉化為實地部署表現(xiàn)，仍取決于未來實機對電機動力學、面板表面特性及真實擾動環(huán)境的匹配度。

隨著光伏電站向更偏遠、多塵環(huán)境延伸，保障設備日常運行效率依賴于底層控制工程的持續(xù)優(yōu)化。該研究提供的PI速度控制、比例偏航修正與精準PWM占空比調整組合，為光伏清洗機器人的可靠自主作業(yè)提供了經過驗證的技術路徑。

資料來源：bioengineer.org；原文發(fā)布日期：2026-10-15。本文為資料編譯。