時延遙操作系統(tǒng)的性能分析與模擬.pdf

1、為了深入認識自然界中的未知領(lǐng)域、處理危險物質(zhì)和應對災難環(huán)境,人們發(fā)展了遙操作技術(shù)。通常來說,遙操作系統(tǒng)是一種能夠在人的操縱下完成難以接近或具有危險性任務(wù)的遠距離操作系統(tǒng)。它由操作者、主端、通信、從端和現(xiàn)場環(huán)境組成;通過主端和從端,系統(tǒng)能夠把人的智力映射到現(xiàn)場環(huán)境,以完成復雜任務(wù)。由此可見,遙操作系統(tǒng)實際上是一個人機協(xié)作系統(tǒng)。為了提高工作效率,除視覺信息外,往往還需要將從端與現(xiàn)場環(huán)境的相互作用力反饋給操作者,使操作者產(chǎn)生身臨其境的感受,這

2、就是所謂的力反饋遙操作系統(tǒng)。
　　在力反饋遙操作系統(tǒng)中,主端和從端之間的通信時延會惡化系統(tǒng)的性能,嚴重時甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定,因此時延是系統(tǒng)設(shè)計者長期關(guān)注的問題?；跓o源性的控制策略是目前常用的解決方案。
　　論文包含以下內(nèi)容:
　　1.對遙操作系統(tǒng)的發(fā)展歷程及研究現(xiàn)狀進行綜述,指出人們在通訊時延方面所做的工作及遙操作系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。
　　2.遙操作系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)及通信時延引發(fā)的問題。通常用二端口網(wǎng)絡(luò)描述系統(tǒng)的整

3、體結(jié)構(gòu),由通訊環(huán)節(jié)引發(fā)的信號傳輸時延會對系統(tǒng)的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。
　　3.早期實驗回顧。在遙操作系統(tǒng)的發(fā)展初期,實驗是研究系統(tǒng)性能主要手段。通過實驗觀察,研究人員提出了“走走停停”控制策略和監(jiān)督控制策略。
　　4.無源性與穩(wěn)定性。通過對無源性物理意義的理解,指出系統(tǒng)的儲能函數(shù)即為類李雅普諾夫函數(shù)。當時間趨于無窮時,系統(tǒng)的能量趨于零,得出具有無源性的系統(tǒng)是穩(wěn)定的這一結(jié)論。
　　5.基于無源性的控制策略。時延造成了通信環(huán)節(jié)的