基于系統(tǒng)性能指標(biāo)的遙操作機(jī)器人雙邊控制策略研究.pdf

1、遙操作機(jī)器人能夠使人類通過主操作手來控制從操作手完成危險(xiǎn)、遠(yuǎn)程或者更加精細(xì)的任務(wù)，給操作者提供真實(shí)的感受以及良好的操作性能，在空間技術(shù)、水下探索、外科手術(shù)和康復(fù)訓(xùn)練等場合有著廣泛的應(yīng)用。穩(wěn)定性、透明性和跟蹤性是設(shè)計(jì)遙操作機(jī)器人控制系統(tǒng)的主要性能指標(biāo)。本文主要圍繞遙操作機(jī)器人系統(tǒng)的性能指標(biāo)對雙邊控制策略進(jìn)行研究，使雙邊遙操作機(jī)器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作性能達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，在保證穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上進(jìn)一步提高遙操作機(jī)器人系統(tǒng)的操作性能。
　　對遙

2、操作機(jī)器人系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行了理論分析，介紹了電路理論的端口網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相關(guān)知識，并基于二端口網(wǎng)絡(luò)的模型分析了遙操作機(jī)器人雙邊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、透明性和跟蹤性，為實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)穩(wěn)定性和透明性的動(dòng)態(tài)平衡奠定了理論基礎(chǔ)。
　　為了提高遙操作機(jī)器人從操作手對主操作手的跟蹤性能，研究了一種自適應(yīng)模糊控制策略。針對從操作手存在關(guān)節(jié)摩擦、外界干擾和負(fù)載變化不確定非線性因素等問題，通過模糊系統(tǒng)逼近的方法，對從操作手的不確定項(xiàng)進(jìn)行補(bǔ)償，使從操作手能夠快

3、速準(zhǔn)確地按照主操作手的軌跡運(yùn)動(dòng)。為了減少模糊規(guī)則的數(shù)量，將從操作手動(dòng)力學(xué)方程中的不確定項(xiàng)分解并設(shè)計(jì)新的控制律，提高了系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。
　　對雙邊遙操作機(jī)器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和透明性進(jìn)行分析，從一般的四通道雙邊控制體系結(jié)構(gòu)出發(fā)，以阻抗匹配的方式分析雙邊遙操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和透明性。研究了環(huán)境模型對遙操作系統(tǒng)性能指標(biāo)的影響，分析混合矩陣參數(shù)與環(huán)境阻抗的關(guān)系，通過對環(huán)境模型進(jìn)行估計(jì)的方式設(shè)計(jì)了三通道主從控制體系結(jié)構(gòu)。分析遙操作機(jī)器人控制