發(fā)布時間：2019-07-28 19:29

【摘要】：針對同步性能會直接影響遙操作雙邊控制系統(tǒng)的透明性和跟蹤性的問題,提出了一種基于主端力緩沖的波變量4通道雙邊控制方法.首先,給出了一種定時延條件下力反饋雙邊控制系統(tǒng)同步性的定量度量函數(shù);其次,在波變量4通道雙邊控制結(jié)構(gòu)中,設(shè)計了異構(gòu)形式的主從端控制器,通過在主端控制器添加力緩沖單元和補償單元來實現(xiàn)主從端同步控制,消除了波變換方法對主端控制器超前作用的影響;在此基礎(chǔ)上,采用多回路反饋結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性分析方法對提出的方法進行穩(wěn)定性分析,并得到系統(tǒng)穩(wěn)定的約束條件.最后通過仿真和搭建的實驗平臺驗證了所提方法的有效性.
【圖文】：

）－Ｃ４（１＋Ｃ５）Ｃ２Ｃ２（Ｚｓ＋Ｃｓ）－Ｃ４（１＋Ｃ５q縬纐膓牛ǎ罰┯墑劍ǎ玻ǎ矗┖停ǎ叮┛傻孟低車幕旌峽刂憑卣竽Ｐ臀疲澹鄭郟藎螅劍齲櫻齲裕齲停疲恚洌鄭郟藎恚ǎ福玻參榷ㄐ苑治鑫碩運岱椒ń形拊次榷ㄐ苑治觶疚氖褂昧宋南祝郟罰葜謝詼嗷羋販蠢〗峁溝奈榷ㄐ苑治齜椒�，首先对基又u鞫肆撼宓牟ū淞浚賜ǖ浪嚦刂品椒ń兄毓�，改进成多涣d販蠢〗峁溝男問劍繽跡菜荊跡哺慕畝嗷羋販蠢〗峁梗疲椋紓玻桑恚穡潁錚觶澹洌恚酰歟簦椋歟錚錚穡媯澹澹洌猓幔悖耄螅簦潁酰悖簦酰潁謇猛跡燦牖謚鞫肆撼宓牟ū淞浚賜ǖ浪嚦刂平峁溝牡刃Ч叵擔ㄒ逋賈脅僮髡咦榪梗冢�、环境讟q梗冢�、主督z刂破鰲⒋傭絲刂破骱屯ㄐ攀毖踴方冢擋糠值墓鬩迥芰糠匠濤鄭保ǎ保鄭玻ǎ玻�，｀嵆（ｘ３），｀嵈（ｘ４）和｀崜ｘ．灾O低車某跏薊芰慷嘉暗那榭魷攏綣鮮觶擋糠侄寄芄槐Ｖて渥隕淼奈拊蔥裕梢醞頻汲觶澹裕劍酰裕蒎Ｖ，（９）式中：ｅＴｙ＝ｅＴ１ｙ１＋ｅＴ２ｙ２＋ｅＴ３ｙ３＋ｅＴ４ｙ４＋ｅＴ５ｙ５，（１０）ｕＴｙ＝ｕＴ１ｙ１＋ｕＴ２ｙ２＋ｕＴ３ｙ３＋ｕＴ４ｙ４＋ｕＴ５ｙ５，（１１）Ｖ（ｘ）＝Ｖ１（ｘ１）＋Ｖ２（ｘ２）＋Ｖ３（ｘ３）＋Ｖ４（ｘ４）＋Ｖ５（ｘ５）

手為三自由度Ｆａｌｃｏｎ手控器，二者均由工控機進行控制，通信基于Ｗｉｎｓｏｃｋｅｔ客戶端／服務(wù)器模式，時延部分利用緩沖技術(shù)進行模擬．同時，在Ｆａｌｃｏｎ手控器手柄處安裝了單自由度力傳感器，用來測量從手與環(huán)境的實際作用力．圖５實物驗證平臺Ｆｉｇ．５Ｐｈｙｓｉｃａｌｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｐｌａｔｆｏｒｍ為了驗證本文提出方法的有效性，在Ｔ＝１．０ｓ的時延下進行實物實驗．首先，當Ｃ３＝０．１且從端自由運動時，主從端的位置跟蹤曲線如圖６所示．圖６Ｃ３＝０．１且從端自由運動時的位置跟蹤曲線Ｆｉｇ．６Ｐｏｓｉｔｉｏｎｔｒａｃｋｉｎｇｃｕｒｖｅａｔｔｈｅｓｌａｖｅｓｉｄｅｏｆｆｒｅｅｍｏｖｅ－ｍｅｎｔｗｈｅｎＣ３＝０．１其次，當Ｃ３＝０．５且從端自由運動時，主從端的位置跟蹤曲線如圖７所示．圖７Ｃ３＝０．５且從端自由運動時的位置跟蹤曲線Ｆｉｇ．７ＰｏｓｉｔｉｏｎｔｒａｃｋｉｎｇｃｕｒｖｅａｔｔｈｅｓｌａｖｅｓｉｄｅｏｆｆｒｅｅｍｏｖｅｍｅｎｔｗｈｅｎＣ３＝０．５圖６表明，當Ｔ＝１２ｓ左右時，系統(tǒng)的主從端開始同步運動，且從手能夠良好地跟隨主手運動，但由于控制參數(shù)Ｃ３較小，導致同步效果不明顯，，位置跟蹤受時延的影響較大．而在圖７中，由于增大了控制參數(shù)Ｃ３的值，同步效果得到明顯提升，系統(tǒng)穩(wěn)定且位置跟蹤效果良好．Ｃ３的值越大，同步性指標ｋ也越大，系統(tǒng)的同步性越好．然而，如果Ｃ３的值過大，會降低系統(tǒng)的穩(wěn)定性，甚至導致不穩(wěn)定，這是因為主端力控制通道并不受從端反饋的影響，而從端反饋卻直接作用于主端控制器進
【作者單位】： 北京郵電大學空間機器人技術(shù)教育部重點實驗室;
【基金】：國家“九七三”計劃項目(2013CB73300) 國家自然科學基金資助項目(61573066)
【分類號】：TP242

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本文編號：2520291