基于網(wǎng)絡(luò)的遙操作康復(fù)機器人系統(tǒng)魯棒控制研究.pdf

1、遙操作康復(fù)機器人是指應(yīng)用計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)、傳感器應(yīng)用技術(shù)和測試技術(shù),以網(wǎng)絡(luò)遙操作機器人技術(shù)為基礎(chǔ),不僅能為偏遠地區(qū)的殘障患者提供遠程康復(fù)訓(xùn)練與評估,還能促使患者更靈活、主動、積極地參與康復(fù)治療。
　　本文主要針對遙操作康復(fù)機器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性、透明性、跟蹤效果、時延影響幾個問題進行研究,所設(shè)計的魯棒控制器能夠較好地減少時延和外界干擾對系統(tǒng)性能的影響,使系統(tǒng)對參數(shù)魯棒漸進穩(wěn)定,并且具有良好的透明性。具體的研究內(nèi)容如下:

2、　　首先,本文介紹了基于網(wǎng)絡(luò)的遙操作康復(fù)機器人系統(tǒng)的研究背景及意義,國內(nèi)外研究狀況及發(fā)展趨勢。
　　其次,闡述了常規(guī)的遙操作機器人系統(tǒng)的動力學(xué)模型和二端口網(wǎng)絡(luò)模型,進而對所要研究的遙操作康復(fù)機器人系統(tǒng)進行動力學(xué)建模,并給出其等效的二端口網(wǎng)絡(luò)模型。
　　然后,針對遙操作康復(fù)機器人系統(tǒng)通信時延引起系統(tǒng)不穩(wěn)定以及性能下降等問題,將系統(tǒng)描述成一個具有時延的狀態(tài)方程,通過構(gòu)造適當?shù)睦钛牌罩Z夫函數(shù),分析了時延下系統(tǒng)處于約束運動狀態(tài)下的穩(wěn)

3、定性,并得到系統(tǒng)的穩(wěn)定性條件。此外,通過建立系統(tǒng)的等效電路,研究了一種采用阻抗匹配方法分析系統(tǒng)在有時延和無時延情況下透明性的新方法。仿真實驗結(jié)果表明該方法的有效性,時延下的系統(tǒng)在保證穩(wěn)定的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了良好的透明性。
　　接著,針對基于網(wǎng)絡(luò)的遙操作康復(fù)機器人系統(tǒng)主從端之間的時延和外界干擾對系統(tǒng)性能的影響,通過選擇適當?shù)募訖?quán)函數(shù)將系統(tǒng)的干擾問題轉(zhuǎn)化為H魯棒控制問題,采用基于H混合靈敏度和綜合的方法設(shè)計了一種主從手的魯棒控制器。受限運動