雙邊網(wǎng)絡化遙操作系統(tǒng)的自抗擾控制.pdf

1、機器人遙操作系統(tǒng)是一門綜合學科，綜合了機器人學理論、網(wǎng)絡通訊傳輸、控制理論等新興學科。在現(xiàn)代領域中的應用包括遠程外科醫(yī)療手術、海底探測、核輻射檢測、太空探索等。雖然遙操作技術在研究領域中也取得了階段性的成果，但是在未來道路上還任重道遠，有著巨大的潛力和發(fā)展空間。尤其是系統(tǒng)中存在一些難以避免的實際問題時，比如內部系統(tǒng)不確定、外界環(huán)境干擾、狀態(tài)受限制、輸入受限制、網(wǎng)絡傳輸時延等問題時，研究的困難進一步加大。本文主要針對遙操作系統(tǒng)存在內部干擾

2、和外部不確定的情況下，帶有傳輸時延的主從端同步控制問題進行研究。對帶有輸入飽和的情況進行處理，實現(xiàn)了系統(tǒng)漸近穩(wěn)定。應用Lyapunov函數(shù)方法，對提出的控制算法進行分析與證明，在Phantom Premium1.5HF機械臂平臺上進行了實驗驗證。本文主要從以下三個方面進行分析與論述。
　　首先，對遙操作實驗平臺進行了簡要介紹，包括硬件部分和軟件部分。通過機器人的單臂動力學模型，給出遙操作系統(tǒng)的歐拉-拉格朗日模型，并根據(jù)其系統(tǒng)模型，

3、分析其動力學特性。
　　其次，對遙操作系統(tǒng)中的位置同步問題進行了研究，給出了兩個新的控制器。針對實際系統(tǒng)中存在的內部的不確定和外界環(huán)境中的干擾問題，應用擴張狀態(tài)觀測器的控制方法，在主端和從端分別設計相應的控制器進行處理。設計相應的Lyapunov函數(shù)，證明并分析了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和同步性能。最后，通過在實驗平臺上進行了實驗驗證，和多種控制方法的效果進行了對比，證明了控制策略的有效性。
　　最后，考慮遙操作系統(tǒng)中存在的執(zhí)行器飽和問