基于系統(tǒng)性能指標的遙操作機器人雙邊控制策略研究.pdf

1、遙操作機器人能夠使人類通過主操作手來控制從操作手完成危險、遠程或者更加精細的任務，給操作者提供真實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)和康復訓練等場合有著廣泛的應用。穩(wěn)定性、透明性和跟蹤性是設(shè)計遙操作機器人控制系統(tǒng)的主要性能指標。本文主要圍繞遙操作機器人系統(tǒng)的性能指標對雙邊控制策略進行研究，使雙邊遙操作機器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作性能達到動態(tài)平衡，在保證穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上進一步提高遙操作機器人系統(tǒng)的操作性能。
　　對遙

2、操作機器人系統(tǒng)的性能指標進行了理論分析，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器人雙邊控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、透明性和跟蹤性，為實現(xiàn)整個系統(tǒng)穩(wěn)定性和透明性的動態(tài)平衡奠定了理論基礎(chǔ)。
　　為了提高遙操作機器人從操作手對主操作手的跟蹤性能，研究了一種自適應模糊控制策略。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進行補償，使從操作手能夠快

3、速準確地按照主操作手的軌跡運動。為了減少模糊規(guī)則的數(shù)量，將從操作手動力學方程中的不確定項分解并設(shè)計新的控制律，提高了系統(tǒng)的魯棒性和穩(wěn)定性。
　　對雙邊遙操作機器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和透明性進行分析，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)境模型進行估計的方式設(shè)計了三通道主從控制體系結(jié)構(gòu)。分析遙操作機器人控制