基于Internet的遙操作機器人系統(tǒng)時延控制器的設計與仿真.pdf

1、基于Internet的遙操作機器人系統(tǒng)是操作者對本地主機械手進行操作，通過計算機網絡遠程從機械手跟蹤主手的運動從而完成危險環(huán)境下任務的復雜時滯系統(tǒng)。該系統(tǒng)拓展了人類在太空、深海、核環(huán)境等危險情況下的作業(yè)能力，因而在諸多領域具有廣闊的應用前景，是當前先進機器人領域中重要的前沿課題和研究熱點。本文從時延特性的分析入手，應用里卡蒂方程、線性矩陣不等式等方法，對遙操作系統(tǒng)穩(wěn)定性能展開了研究，設計了基于Internet的遙操作機器人系統(tǒng)的時延控制

2、器。主要做了以下幾個方面的工作： 通過對遙操作系統(tǒng)網絡時延特性的研究，分析了遙操作系統(tǒng)的通信模式和通信協(xié)議，構建了系統(tǒng)網絡時延的簡化模型。在此基礎之上實現(xiàn)了對校園網內基于不同傳輸協(xié)議的時延測試，根據時延測試結果的分析，得出了設計時延控制器的必要性的結論。 分析了遙操作機器人系統(tǒng)的基本構成，根據剛體運動力學的基本原理，構建了單自由度的機械手的簡化模型，通過引入不確定參數和合理的性能評價信號，推導出反映機械手實際工作狀態(tài)下主

3、、從手不確定性模型，并在此基礎上進一步建立了遙操作系統(tǒng)的改進型狀態(tài)空間模型。 探討了遙操作機器人系統(tǒng)魯棒控制器算法，提出了帶記憶的位置、速度和力反饋控制方法，結合系統(tǒng)的改進狀態(tài)空間模型，通過對里卡蒂方程和線性矩陣不等式設計系統(tǒng)的反饋參數方案進行比較優(yōu)劣，結合本系統(tǒng)控制器的需求，提出了遙操作系統(tǒng)的γ一次優(yōu)H<,∞>離散控制策略。 該控制策略實現(xiàn)了單自由度遙操作機器人系統(tǒng)數學模型的離散化，接著對主、從手分別設計了帶記憶的位置