具有時(shí)變時(shí)延的機(jī)器人遙操作系統(tǒng)控制研究.pdf

1、隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，機(jī)器人遙操作技術(shù)已廣泛應(yīng)用于深海作業(yè)、太空探測(cè)和核設(shè)施等各個(gè)領(lǐng)域，在大大降低了經(jīng)濟(jì)成本的同時(shí)，也最大程度的保障了操作人員的安全。機(jī)器人遙操作技術(shù)在很多領(lǐng)域的成功應(yīng)用越來(lái)越顯示出其巨大的研究?jī)r(jià)值，目前已成為控制領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)。
　　機(jī)器人遙操作系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)方程具有非線性和不確定性的特點(diǎn)，特別是通信環(huán)節(jié)存在的通信時(shí)延，大大地降低了機(jī)器人遙操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作性能。針對(duì)上述問(wèn)題，本文主要做了如下工作:

2、
　　1.采用拉格朗日方法給出了機(jī)器人遙操作系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)模型。為了便于分析時(shí)延對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性和操作性能的影響，引入了機(jī)器人遙操作系統(tǒng)等效的二端口網(wǎng)絡(luò)模型，并在此基礎(chǔ)上分析了時(shí)延對(duì)整個(gè)遙操作系統(tǒng)穩(wěn)定性和透明性的影響，證明了時(shí)延是導(dǎo)致遙操作系統(tǒng)不穩(wěn)定、降低遙操作系統(tǒng)透明性的根本原因。
　　2.針對(duì)機(jī)器人遙操作系統(tǒng)中存在的時(shí)變通信時(shí)延問(wèn)題，通過(guò)反饋線性化將遙操作控制系統(tǒng)的同步控制描述為一類不確定線性時(shí)滯系統(tǒng)H∞控制問(wèn)題，其中的不確定

3、性用于描述時(shí)變時(shí)延引起的系統(tǒng)動(dòng)態(tài)。進(jìn)而，采用Lyapunov-Krasovskii函數(shù)方法和積分不等式方法，給出了保證系統(tǒng)漸近穩(wěn)定并具有給定H∞性能指標(biāo)的一個(gè)充分條件。然后，基于線性矩陣不等式方法設(shè)計(jì)H∞控制器，實(shí)現(xiàn)了遙操作系統(tǒng)的同步控制，并通過(guò)仿真算例驗(yàn)證了所提基于H∞控制的遙操作系統(tǒng)的同步控制方法的有效性。
　　3.對(duì)前面通過(guò)反饋線性化得到的機(jī)器人遙操作系統(tǒng)的線性時(shí)滯系統(tǒng)模型進(jìn)行增廣處理，給出二次性能指標(biāo)，把機(jī)器人遙操作系統(tǒng)的