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域、處理危險物質和應對災難環(huán)境,人們發(fā)展了遙操作技術。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。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)設計者長期關注的問題。基于無源性的控制策略是目前常用的解決方案。
　　論文包含以下內容:
　　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)的整體結構及通信時延引發(fā)的問題。通常用二端口網(wǎng)絡描述系統(tǒng)的整

3、體結構,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?！笨刂撇呗院捅O(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)定的這一結論。
　　5.基于無源性的控制策略。時延造成了通信環(huán)節(jié)的