雙邊力反饋遙操作系統(tǒng)控制方法研究.pdf

1、隨著科學技術的發(fā)展，機器人已經(jīng)越來越多的被應用到航天，工業(yè)，醫(yī)療，教育等各個領域。遙操作系統(tǒng)將人類的靈活性納入系統(tǒng)中，有效的擴展了人類的操作性和機器人的適應性。特別是雙邊力反饋遙操作系統(tǒng)，它強調了遙操作系統(tǒng)中操作者與系統(tǒng)之間、系統(tǒng)與環(huán)境之間的作用力，可以使操作者仿佛置身工作現(xiàn)場，從而能完成復雜而精細的工作任務。在雙邊遙操作系統(tǒng)中，主要的控制難點集中在三個方面，時延對系統(tǒng)性能的負面影響，機器人系統(tǒng)本身的復雜度對控制難度的提升，以及其他限制

2、條件對系統(tǒng)的影響。
　　本研究主要內容包括：⑴對時變時延條件下主從同構機器人的遙操作系統(tǒng)，在不對主從機器人的速度進行測量的情況下，提出了一種改進的基于比例+阻尼的控制方法，保證了系統(tǒng)在滿足指定條件下的穩(wěn)定性，同時應用Lyapunov-Krasovskii方法證明了其可行性。在控制器參數(shù)給定的情況下，基于文中所得穩(wěn)定條件，可以進一步求得確保系統(tǒng)穩(wěn)定的時延上限。通過一個典型的仿真實驗驗證了方法的可行性。⑵針對主端為并聯(lián)型觸覺設備，從端

3、為串聯(lián)型六自由度機器人的主從異構式遙操作系統(tǒng)，推導了其主端并聯(lián)型機械臂的運動學和動力學方程。同時，考慮時變時延對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響，提出了一種更具普適性的基于任務空間的PD+阻尼的控制方法，保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，并應用Lyapunov-Krasovskii方法證明了其可行性。最后通過本文設計的仿真系統(tǒng)驗證了所提出方法的可行性。⑶利用現(xiàn)有的主端為HD2并聯(lián)型觸覺設備，從端為Denso六自由度串聯(lián)型機器人的遙操作實驗平臺，在有時延和無時延條件下