遙操作機器人系統(tǒng)時延分析及滑模控制研究.pdf

1、基于網(wǎng)絡(luò)的遙操作機器人系統(tǒng)是操作者對本地主機械手進行操作，通過計算機網(wǎng)絡(luò)遠程控制從機械手跟蹤主手的運動從而完成危險環(huán)境下任務(wù)的復雜時滯系統(tǒng)。該系統(tǒng)拓展了人類在太空、深海、核環(huán)境等危險情況下的作業(yè)能力，因而在諸多領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，也同時在理論和實際應(yīng)用都有很大的挑戰(zhàn)。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，遙操作機器人系統(tǒng)的通訊環(huán)節(jié)逐漸由Internet取代，但是由于Internet存在隨機時延會嚴重影響遙操作機器人系統(tǒng)的性能，甚至使得系統(tǒng)不

2、穩(wěn)定。為了解決這個問題，本文首先分析并測試Internet時延特性，然后對遙操作機器人系統(tǒng)的控制方法展開研究，主要工作有以下幾個方面:
　　首先，針對Internet對遙操作機器人系統(tǒng)的影響，對Internet網(wǎng)絡(luò)時延特性進行分析和研究，通過用VisualC++軟件編寫了一個測試時延的程序，完成了對網(wǎng)絡(luò)通訊時延的測試，并且通過分析網(wǎng)絡(luò)時延概率密度分布特性得出了網(wǎng)絡(luò)時延滿足平移伽馬分布及參數(shù)估計，并設(shè)計了時延發(fā)生器用于系統(tǒng)仿真驗證中

3、。
　　其次，針對遙操作機器人系統(tǒng)主從端之間存在變化的網(wǎng)絡(luò)通訊時延對系統(tǒng)性能的影響，研究了滑模變結(jié)構(gòu)控制算法在遙操作機器人系統(tǒng)中的應(yīng)用，運用飽和函數(shù)來解決滑模變結(jié)構(gòu)所存在的抖振問題，仿真驗證了遙操作系統(tǒng)主從手之間速度和力的跟蹤。
　　最后，結(jié)合對遙操作機器人系統(tǒng)的控制要求，引入模糊理論，采用了一種模糊滑模控制器的設(shè)計方法，本文利用模糊規(guī)則，建立基于模糊切換增益調(diào)節(jié)的滑模控制系統(tǒng)，該控制方法更好的解決抖振問題。
　　研究