具有時變時延的機器人遙操作系統(tǒng)控制研究.pdf

1、隨著社會經(jīng)濟和科學技術的快速發(fā)展，機器人遙操作技術已廣泛應用于深海作業(yè)、太空探測和核設施等各個領域，在大大降低了經(jīng)濟成本的同時，也最大程度的保障了操作人員的安全。機器人遙操作技術在很多領域的成功應用越來越顯示出其巨大的研究價值，目前已成為控制領域的研究熱點。
　　機器人遙操作系統(tǒng)的動力學方程具有非線性和不確定性的特點，特別是通信環(huán)節(jié)存在的通信時延，大大地降低了機器人遙操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作性能。針對上述問題，本文主要做了如下工作:

2、
　　1.采用拉格朗日方法給出了機器人遙操作系統(tǒng)的動力學模型。為了便于分析時延對系統(tǒng)穩(wěn)定性和操作性能的影響，引入了機器人遙操作系統(tǒng)等效的二端口網(wǎng)絡模型，并在此基礎上分析了時延對整個遙操作系統(tǒng)穩(wěn)定性和透明性的影響，證明了時延是導致遙操作系統(tǒng)不穩(wěn)定、降低遙操作系統(tǒng)透明性的根本原因。
　　2.針對機器人遙操作系統(tǒng)中存在的時變通信時延問題，通過反饋線性化將遙操作控制系統(tǒng)的同步控制描述為一類不確定線性時滯系統(tǒng)H∞控制問題，其中的不確定

3、性用于描述時變時延引起的系統(tǒng)動態(tài)。進而，采用Lyapunov-Krasovskii函數(shù)方法和積分不等式方法，給出了保證系統(tǒng)漸近穩(wěn)定并具有給定H∞性能指標的一個充分條件。然后，基于線性矩陣不等式方法設計H∞控制器，實現(xiàn)了遙操作系統(tǒng)的同步控制，并通過仿真算例驗證了所提基于H∞控制的遙操作系統(tǒng)的同步控制方法的有效性。
　　3.對前面通過反饋線性化得到的機器人遙操作系統(tǒng)的線性時滯系統(tǒng)模型進行增廣處理，給出二次性能指標，把機器人遙操作系統(tǒng)的