基于網(wǎng)絡(luò)遙操作系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性能研究.pdf

1、隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展普及,網(wǎng)絡(luò)遙操作系統(tǒng)的應(yīng)用越來(lái)越多,比如用在遠(yuǎn)程醫(yī)療方面和遠(yuǎn)程爆破方面等等。本課題針對(duì)當(dāng)前情況,對(duì)基于網(wǎng)絡(luò)遙操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)性進(jìn)行研究與設(shè)計(jì),旨在減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程中時(shí)變時(shí)延、數(shù)據(jù)丟包等現(xiàn)象對(duì)系統(tǒng)的影響,提高系統(tǒng)的整體穩(wěn)定性和透明性,保證系統(tǒng)穩(wěn)定性的同時(shí)加強(qiáng)遠(yuǎn)程觸覺逼真度。許多學(xué)者進(jìn)行了網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)的魯棒性研究,提出了多種減少時(shí)延和丟包影響的預(yù)估計(jì)算法,取得了很多成果,但是目前仍然存在一些問題有待于解決。為此,論文首先

2、介紹了課題的背景和意義,并對(duì)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)進(jìn)行了研究,通過(guò)分析、比較各項(xiàng)技術(shù)的特點(diǎn),確定研究方案。本文主要進(jìn)行了如下研究:
　　利用系統(tǒng)采樣時(shí)間和時(shí)延時(shí)間之間的關(guān)系,針對(duì)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)往往采用離散方式發(fā)送和接收數(shù)據(jù),提出了網(wǎng)絡(luò)離散數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程系統(tǒng)的模型。該模型為設(shè)計(jì)基于非線性離散數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸系統(tǒng)的自適應(yīng)預(yù)估計(jì)算法的研究提供理論支持。針對(duì)具有相似結(jié)構(gòu)子系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)遙操作模型,利用小增益定理,給出了系統(tǒng)整體輸入輸出穩(wěn)定的條件,并證明了該條件

3、的有效性。該條件的提出進(jìn)一步使設(shè)計(jì)的預(yù)估計(jì)算法能夠保證系統(tǒng)輸入輸出穩(wěn)定。
　　在采用機(jī)械臂的力-位置模型的基礎(chǔ)上,針對(duì)常用的多自由度機(jī)械臂提出了一種保證這類非線性系統(tǒng)魯棒性的反饋控制器的設(shè)計(jì)方法。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)的反饋控制器進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),給出了反饋控制器中各個(gè)參數(shù)選取的基本調(diào)試原則。利用該方法不僅能保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性,參數(shù)設(shè)定和調(diào)節(jié)也相對(duì)方便。
　　論文針對(duì)有效減少時(shí)變時(shí)延和丟包影響的預(yù)估計(jì)算法進(jìn)行了重點(diǎn)研究。目前時(shí)變時(shí)延影響等網(wǎng)絡(luò)

4、弊端與系統(tǒng)采樣時(shí)間共同作用對(duì)網(wǎng)絡(luò)遙操作數(shù)據(jù)延遲和丟包影響的研究還并不太多。另外,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸往往都是離散數(shù)據(jù),離散數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)淖兓?guī)律,目前也研究得很少。因此,針對(duì)這一狀況研究了經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)變化基本原理,分析了系統(tǒng)的采樣時(shí)間、網(wǎng)絡(luò)時(shí)延時(shí)間、數(shù)據(jù)發(fā)送次序和接收次序及網(wǎng)絡(luò)傳輸數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。根據(jù)這些參數(shù)的關(guān)系設(shè)計(jì)了一種新型具有自適應(yīng)功能的預(yù)估計(jì)算法,并證明了利用該算法的非線性離散遙操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性,給出采用該算法的非線性離散系統(tǒng)