基于Internet的遙操作機(jī)器人系統(tǒng)的控制與仿真.pdf

1、機(jī)器人是上個(gè)世紀(jì)最偉大的發(fā)明之一，它的出現(xiàn)將人從繁重的體力工作中解脫出來，提高了工業(yè)生產(chǎn)的效率和精度，同時(shí)機(jī)器人還可以到達(dá)人無法到達(dá)的環(huán)境代替人完成任務(wù)，如深海，太空以及核環(huán)境等。此外，機(jī)器人還廣泛應(yīng)用于軍事、醫(yī)療、娛樂和科學(xué)研究等領(lǐng)域?；谂R場感技術(shù)的遙操作機(jī)器人是現(xiàn)代機(jī)器人研究的一個(gè)重要方向。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的迅速發(fā)展，遙操作機(jī)器人系統(tǒng)的通訊環(huán)節(jié)逐漸由Internet取代。但是Internet存在的隨機(jī)時(shí)延會(huì)嚴(yán)重影響遙操作機(jī)器人系

2、統(tǒng)的性能，甚至使得系統(tǒng)不穩(wěn)定。為解決這個(gè)問題，本文首先分析并測試Internet時(shí)延特性，然后對(duì)遙操作機(jī)器人系統(tǒng)的控制方法展開研究，主要工作如下： 首先對(duì)Internet網(wǎng)絡(luò)時(shí)延特性進(jìn)行分析，研究了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的變化規(guī)律，歸納出影響網(wǎng)絡(luò)時(shí)延的幾個(gè)主要因素。在此基礎(chǔ)之上設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)時(shí)延測試軟件，實(shí)現(xiàn)了對(duì)校園網(wǎng)內(nèi)基于不同傳輸協(xié)議的時(shí)延的測試，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析。最后根據(jù)分析結(jié)果對(duì)遙操作機(jī)器人系統(tǒng)的傳輸協(xié)議進(jìn)行了選擇。 探討和分

3、析了基于二端口網(wǎng)絡(luò)的無源控制算法。該算法將遙操作機(jī)器人系統(tǒng)等效為一個(gè)無源二端口網(wǎng)絡(luò)來分析系統(tǒng)的穩(wěn)定性。利用此算法對(duì)遙操作機(jī)器人系統(tǒng)控制可以減小時(shí)延對(duì)系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響，獲得較好的操作性能。同時(shí)探討了存在時(shí)變時(shí)延和數(shù)據(jù)丟失現(xiàn)象的Internet環(huán)境下的控制問題。最后通過仿真證明了無源控制算法的有效性。 針對(duì)實(shí)際的遙操作機(jī)器人系統(tǒng)的工作環(huán)境的未知性，為了對(duì)不確定環(huán)境下的遙操作機(jī)器人系統(tǒng)進(jìn)行較好的控制，研究和分析了基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的遙操作機(jī)