隨機(jī)時(shí)延下的遙操作雙邊控制技術(shù)研究.pdf

1、目前遙操作機(jī)器人在空間探索、水下作業(yè)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域都發(fā)揮了很大的作用，其既能保證操作人員的安全又降低了任務(wù)的成本。但時(shí)延一直是遙操作中的一個(gè)難題，特別是對(duì)于空間機(jī)器人，由于天地間通訊時(shí)延比較大，因此極大影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和透明性。并且隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，隨機(jī)時(shí)延問(wèn)題也日益突出，如何在隨機(jī)時(shí)延下保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性一直是雙邊控制的一個(gè)難題。因此本文在前人的研究基礎(chǔ)上，對(duì)遙操作雙邊控制技術(shù)展開(kāi)了深入的研究。論文的主要工作如下：
　　首先，論

2、文介紹了無(wú)源性控制理論與單邊PD控制這兩種經(jīng)典的方法，并對(duì)單邊PD控制的穩(wěn)定性、透明性和跟蹤性進(jìn)行分析，比較了這兩種控制方法的特點(diǎn)及其應(yīng)用場(chǎng)景。然后根據(jù)兩種方法的優(yōu)缺點(diǎn)，提出了改進(jìn)的單邊PD控制，用模糊控制來(lái)正定PD控制器，該方法改善了系統(tǒng)在隨機(jī)時(shí)延下的穩(wěn)定性。接著用Matlab仿真證明，結(jié)果表明該方法改善了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但跟蹤性還有待提高。
　　然后在上述改進(jìn)的模糊單邊PD控制上加入了預(yù)測(cè)控制，在主端加入在線辨識(shí)系統(tǒng)來(lái)預(yù)測(cè)未知的

3、環(huán)境模型，并在從端加入Smith預(yù)估器，來(lái)改善主手到從手的時(shí)延與從手返回主手的時(shí)延導(dǎo)致的系統(tǒng)穩(wěn)定性差的問(wèn)題。該方法有效改善了系統(tǒng)在隨機(jī)時(shí)延下穩(wěn)定性性差的問(wèn)題。此外還在從端加入了切換控制律，提高了系統(tǒng)的跟蹤性。接著對(duì)該方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證，仿真結(jié)果表明該方法有效改善了系統(tǒng)主端的穩(wěn)定性，并提高了系統(tǒng)的跟蹤性。
　　最后對(duì)上述系統(tǒng)進(jìn)行了完善，用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)間進(jìn)行預(yù)測(cè)，使Smith預(yù)估器中的參數(shù)更加精確。并將模糊PD控制器的改為模糊神經(jīng)