● 摘要
南极具有丰富的资源和很高的科研价值，南极科考具有国家战略级别的重要作用。但是南极地区自然环境十分恶劣，世界上各主要国家纷纷使用机器人代替人类进行科考。基于可再生能源的极地移动机器人因其可以脱离人类和补给进行大范围自主漫游成为当前研究热点，能量管理系统是该类型机器人的核心和关键技术之一。
本文研究基于可再生能源的极地移动机器人能量管理系统，研究内容主要包括能量管理策略、SOC估算算法、系统软硬件设计，并建立了能量获取和消耗模拟系统用于能量相关研究和实验。主要完成工作如下：
1.搭建一套能量获取和消耗模拟系统，能够模拟极地移动机器人在南极地区的能量获取和消耗，不必远赴南极，在实验室条件下即可完成能量相关实验，为后续能量研究创造条件和奠定基础。
2.首次将基于模糊规则的能量管理策略用于可再生能源的极地移动机器人能量管理。实验结果表明在消耗相同能量的情况下，行进距离提高11%，行进时间提高296%，夏季漫游覆盖面积提高22%，低温失效风险显著降低。
3.提出一种专用于极地移动机器人在低温、同时充放电、变电流放电环境的开路电压校正和安时积分相结合的SOC估算算法，在估算难度和复杂度超过电动汽车SOC估的情况下，精度（8%）仍然高于电动汽车国家行业标准（10%）。
4.设计并完成能量管理系统软硬件设计，内嵌能量管理策略和SOC估算算法，在低温、机器人工况下工作稳定，具有较高的精度和可靠性。