基于廣域網(wǎng)的遙操作工程機器人系統(tǒng)控制策略研究.pdf

1、基于網(wǎng)絡(luò)的遙操作工程機器人是指由操作者通過計算機網(wǎng)絡(luò)操縱的在人類難以接近環(huán)境下作業(yè)的工程機械。研究開發(fā)廣域網(wǎng)環(huán)境下的遙操作工程機器人系統(tǒng)可以大大提升遙操作系統(tǒng)的工作范圍，具有廣闊的應(yīng)用前景。但由于該系統(tǒng)存在較大的網(wǎng)絡(luò)通訊時延，使遙操作系統(tǒng)的操作性能降低甚至不穩(wěn)定。為此，本文借助于廣域網(wǎng)模擬器對廣域網(wǎng)環(huán)境下的遙操作工程機器人系統(tǒng)的操作性能和穩(wěn)定性進行了研究。
　　 首先，對遙操作工程機器人系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)方法進行了研究，包括通信協(xié)議

2、的選擇、軟件模型的選擇、套接字編程技術(shù)和多線程編程技術(shù)等，為遙操作工程機器人的軟件系統(tǒng)設(shè)計打下了基礎(chǔ)。
　　 其次，根據(jù)廣域網(wǎng)環(huán)境下遙操作工程機器人系統(tǒng)特點，對遙操作工程機器人系統(tǒng)的硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)進行了設(shè)計。確定了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)、各子系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和軟件的功能，在實驗室局域網(wǎng)環(huán)境下搭建了模擬廣域網(wǎng)環(huán)境。
　　 最后，為減少廣域網(wǎng)環(huán)境下較大網(wǎng)絡(luò)時延對遙操作工程機器人系統(tǒng)的影響，提出了基于參數(shù)模型的廣義預(yù)測控制方法和基于非參數(shù)模

3、型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法以及模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法，并對其控制特性進行了研究。
　　 研究結(jié)果表明，基于參數(shù)模型的廣義預(yù)測控制方法，在本地?zé)o時延情況下表現(xiàn)出了良好的控制效果，但在加入網(wǎng)絡(luò)時延后，由于受辨識模型精度，系統(tǒng)和環(huán)境干擾等因素的影響，造成系統(tǒng)不可控。將該方法應(yīng)用于遙操作工程機器人這種非線性時變大時延且模型未知的系統(tǒng)有待進一步的研究。而基于非參數(shù)模型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法和模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法，由于其不需要系統(tǒng)的參數(shù)模型，表現(xiàn)出了較