隨機(jī)時延下的遙操作雙邊控制技術(shù)研究.pdf

1、目前遙操作機(jī)器人在空間探索、水下作業(yè)、遠(yuǎn)程醫(yī)療等領(lǐng)域都發(fā)揮了很大的作用，其既能保證操作人員的安全又降低了任務(wù)的成本。但時延一直是遙操作中的一個難題，特別是對于空間機(jī)器人，由于天地間通訊時延比較大，因此極大影響了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和透明性。并且隨著網(wǎng)絡(luò)的普及，隨機(jī)時延問題也日益突出，如何在隨機(jī)時延下保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性一直是雙邊控制的一個難題。因此本文在前人的研究基礎(chǔ)上，對遙操作雙邊控制技術(shù)展開了深入的研究。論文的主要工作如下：
　　首先，論

2、文介紹了無源性控制理論與單邊PD控制這兩種經(jīng)典的方法，并對單邊PD控制的穩(wěn)定性、透明性和跟蹤性進(jìn)行分析，比較了這兩種控制方法的特點及其應(yīng)用場景。然后根據(jù)兩種方法的優(yōu)缺點，提出了改進(jìn)的單邊PD控制，用模糊控制來正定PD控制器，該方法改善了系統(tǒng)在隨機(jī)時延下的穩(wěn)定性。接著用Matlab仿真證明，結(jié)果表明該方法改善了系統(tǒng)的穩(wěn)定性，但跟蹤性還有待提高。
　　然后在上述改進(jìn)的模糊單邊PD控制上加入了預(yù)測控制，在主端加入在線辨識系統(tǒng)來預(yù)測未知的

3、環(huán)境模型，并在從端加入Smith預(yù)估器，來改善主手到從手的時延與從手返回主手的時延導(dǎo)致的系統(tǒng)穩(wěn)定性差的問題。該方法有效改善了系統(tǒng)在隨機(jī)時延下穩(wěn)定性性差的問題。此外還在從端加入了切換控制律，提高了系統(tǒng)的跟蹤性。接著對該方法進(jìn)行了仿真驗證，仿真結(jié)果表明該方法有效改善了系統(tǒng)主端的穩(wěn)定性，并提高了系統(tǒng)的跟蹤性。
　　最后對上述系統(tǒng)進(jìn)行了完善，用模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對時間進(jìn)行預(yù)測，使Smith預(yù)估器中的參數(shù)更加精確。并將模糊PD控制器的改為模糊神經(jīng)