遙操作機器人系統(tǒng)的智能控制研究.pdf

1、基于預(yù)測控制與Lyapunov泛函方法,用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、線性矩陣不等式(LMI)等工具、以穩(wěn)定性和透明性為主要目標(biāo),討論遙操作機器人系統(tǒng)的各種反饋控制器的設(shè)計方法.全文主要由以下幾部分組成:第一部分 首先介紹遙操作機器人系統(tǒng)的發(fā)展歷程、研究概況、在遙操作機器人系統(tǒng)的研究中所涉及到的一些主要方法與工具.然后提出該文研究的一些主要問題和該文研究所需的一些準(zhǔn)備知識.第二部分 針對基于Internet的遙操作機器人系統(tǒng)的時變通訊時延和未知、時變、甚

2、至非線性環(huán)境模型,利用前向神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立主機械手、從機械手和環(huán)境的模型.通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型預(yù)測主機械手未來位置、速度和從機械手受力,使得從機械手能實時跟蹤主手位置和速度,提高系統(tǒng)的操作性能,并結(jié)合無源控制算法進(jìn)行控制切換,保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性.最后對Internet的通信協(xié)議、時延和數(shù)據(jù)丟失進(jìn)行了分析和處理.第三部分 針對遙操作機器人系統(tǒng)傳輸通道中的通訊時延和系統(tǒng)模型的不確定性,造成系統(tǒng)不穩(wěn)定和操作性能降低等問題,提出用帶記憶的位置和速度反饋控

3、制方法,并用線性矩陣不等式對系統(tǒng)的反饋參數(shù)進(jìn)行設(shè)計,使系統(tǒng)魯棒漸近穩(wěn)定,主、從機械手靜態(tài)跟蹤誤差較小,而且使系統(tǒng)具有良好的透明性.考慮到這種方法的可解性并不是太強,在此基礎(chǔ)上,該文還提出用帶記憶的力反饋控制方法,使得系統(tǒng)穩(wěn)定、透明性良好,而且系統(tǒng)參數(shù)易解.第四部分 提出用時間前向觀測器預(yù)測從手狀態(tài),用力、位置和速度反饋消除或減小時延對系統(tǒng)影響的方法,并對反饋參數(shù)的設(shè)計進(jìn)行分析.時延時變時,我們將時延的變化率建模為系統(tǒng)不確定參數(shù)或擾動,分