遙操作系統(tǒng)魯棒控制器設(shè)計(jì)及跟蹤控制.pdf

1、遙操作系統(tǒng)能將人所在主端的命令和行為傳遞并作用到遠(yuǎn)端，實(shí)現(xiàn)對(duì)遠(yuǎn)端環(huán)境的操作和控制，從而極大地提高操作者的安全性和工作效率，節(jié)約成本，更高效合理地利用人力資源，實(shí)現(xiàn)多方協(xié)調(diào)作業(yè)。因此近年來(lái)在該方面的應(yīng)用和研究十分活躍。 論文首先對(duì)遙操作系統(tǒng)設(shè)計(jì)了魯棒控制器。在基于狀態(tài)方程的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，通過參數(shù)匹配，得到擴(kuò)展的主端與主從誤差模型，并給出控制器設(shè)計(jì)的時(shí)滯相關(guān)和無(wú)關(guān)的結(jié)論，控制器參數(shù)由LMI的可行性獲得。設(shè)計(jì)方法實(shí)現(xiàn)容易，相關(guān)方法根據(jù)不

2、同的時(shí)延調(diào)整控制參數(shù)，與無(wú)源性方法相比，后者僅通過選擇耗散元件使系統(tǒng)穩(wěn)定，具有較大的保守性。 其次，針對(duì)現(xiàn)有方法大多是分析遙操作系統(tǒng)在時(shí)延影響下的穩(wěn)定性，跟蹤期望信號(hào)的方法限制條件又頗多的情況，提出了軌跡跟蹤控制策略。對(duì)主從端分別設(shè)計(jì)PD控制器和滑?？刂破?，PD控制器參數(shù)由李亞普諾夫函數(shù)推導(dǎo)得到，李亞普諾夫函數(shù)中加入調(diào)節(jié)參數(shù)，減少了不等式的放縮次數(shù)從而降低保守性。為了減小跟蹤誤差，進(jìn)一步提出將模糊理論與PD控制器相結(jié)合的改進(jìn)方法

3、。整個(gè)設(shè)計(jì)過程，無(wú)需額外的限制條件，既保證了整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，又實(shí)現(xiàn)了軌跡跟蹤。 最后考慮遙操作系統(tǒng)主從端模型存在不確定因素時(shí)軌跡跟蹤控制器的設(shè)計(jì)問題，提出模糊滑?？刂品桨?。主端控制器的設(shè)計(jì)避免了耦合、時(shí)延及不確定性，轉(zhuǎn)而設(shè)計(jì)等價(jià)控制律，并設(shè)計(jì)附加控制律來(lái)消除模糊滑?？刂坡膳c等價(jià)控制律之間的誤差。從端采用模糊補(bǔ)償參數(shù)不確定性，滑?？刂朴糜跍p弱模糊逼近誤差，PD控制器使主從誤差系統(tǒng)穩(wěn)定。設(shè)計(jì)方法對(duì)主、從操作手的模型不確定性沒有嚴(yán)格