基于無(wú)源性的雙邊力反饋控制算法研究.pdf

1、空間機(jī)器人的遙操作技術(shù)是目前空間控制技術(shù)發(fā)展的重要方向,遙操作中存在的時(shí)延對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生了很大影響,操作者怎樣準(zhǔn)確獲得遠(yuǎn)端信息也面臨很大的困難,如何消除時(shí)延帶來(lái)的不利影響和提高操作者的臨場(chǎng)感是遙操作的核心問(wèn)題。雙邊力反饋控制方法就是這樣一種能夠很好地解決時(shí)延和臨場(chǎng)感問(wèn)題的控制方法,通過(guò)無(wú)源性的引入可以使得系統(tǒng)的穩(wěn)定性不再依賴(lài)于控制器參數(shù)的選擇,改進(jìn)后的波變量法以及阻抗匹配在一定程度上可以提高系統(tǒng)的操作性能,把波變量法與操作性很好的四

2、通道法結(jié)合可以在時(shí)延不大的情況下保證穩(wěn)定,并得到較好的透明性和跟蹤性,有效地解決了遙操作中存在的問(wèn)題。
　　本文首先建立了雙邊力反饋控制系統(tǒng)的模型,分析了雙邊力反饋控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作性并展開(kāi)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述,分析了基于絕對(duì)穩(wěn)定性準(zhǔn)則的雙邊力反饋控制系統(tǒng),發(fā)現(xiàn)這種準(zhǔn)則只能在一定條件下才能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。研究了無(wú)源性理論,找到了魯棒性更強(qiáng)的穩(wěn)定性準(zhǔn)則,通過(guò)對(duì)基于無(wú)源性的Anderson方法進(jìn)行仿真,證實(shí)了無(wú)源性控制方法具有很強(qiáng)的

3、穩(wěn)定性,但操作性不佳。研究了基于無(wú)源性的波變量法,并提出了一種新的波變量的表示形式,通過(guò)調(diào)節(jié)主從端的速度波阻抗和力波阻抗后,提高了系統(tǒng)的操作性能。針對(duì)波變換過(guò)程中出現(xiàn)的波反射,采用阻抗匹配的方式消除了其帶來(lái)的影響,并在時(shí)延不大的情況下獲得了較好的透明性和跟蹤性。在區(qū)別于傳統(tǒng)雙通道的四通道控制架構(gòu)上，結(jié)合了波變量法得到了基于波變量法的四通道方法和三通道方法,通過(guò)仿真驗(yàn)證了控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作性,證實(shí)了以上方法可以較好地解決遙操作的時(shí)延和