遥操作工程机器人力觉双向伺服控制系统

针对并行机构的力反馈双向液压伺服控制中所存在的反馈力冲击大及位置跟随差的问题,提出了一种以主、从手之间的力偏差作为主动端控制信号,位置偏差和力偏差形成从手控制量的改进并行型力觉反馈控制算法;结合遥操作工程机器人主从控制的特点,建立了该算法的动力学模型;搭建并分析了两自由度双向伺服控制实验系统。实验结果表明,该控制算法明显改善了主、从控制系统的操纵性能,操作者能够获得真实的力觉临场感,同时具有控制简单、收敛速度快、实时性好的特点。     

基于web的遥操作系统时延分析

采用预测控制算法给出了一种带有时延补偿器的新的控制结构,分别在前向通道和反馈通道设计补偿器对网络时延进行补偿.实验结果表明:带有预测器及补偿器的新的控制结构可以改善系统的动态性能,并且能够保证系统在具有时延和数据丢失的环境下的稳定性.     

力反馈遥操作机器人系统的内模控制

针对遥操作机器人系统通讯时延破坏系统稳定性和透明性的问题，为力反馈遥操作系统建立了内模控制结构，设计了两端控制器分别实现主从机械手速度和力的跟踪，从而使系统具有良好的透明性,两控制器各有一个控制参数，相关度低，控制灵活,借助内模控制结构的特殊性，以透明性为目标的控制器设计独立于稳定性来进行，降低了控制器设计的复杂度，很好地兼顾了系统在时延下的稳定性和透明性,理论分析和仿真实验证明了该方法的有效性．     

波域预测三通道时延双边遥操作

针对波变量方法应用于时延遥操作系统透明性差的问题,提出了将波变量方法与预测技术及三通道遥操作系统结构相结合,在保证时延系统稳定性的基础上提高其透明性。针对主端无力传感器的遥操作系统,建立了一种三通道遥操作双边控制结构,并根据理想透明性条件分析了三通道控制结构的参数选择方法。为了将波变量方法应用于三通道结构,通过合理的力/速度信息组合将三通道结构分割成二端口模型并对此二端口模型的输入输出信息进行了波变换。在主端的波域加上预测器,进一步提高系统的透明性,并设计能量综合器来保证预测器的无源性。最后,从理论上分析了本文方法的透明性和稳定性并进行了实验验证,结果表明:在一定条件下,本文方法能够保证时延系统的稳定性,并具有较好的透明性。     

力反馈遥操作机器人系统的内模控制

针对遥操作机器人系统通讯时延破坏系统稳定性和透明性的问题,为力反馈遥操 作系统建立了内模控制结构,设计了两端控制器分别实现主从机械手速度和力的跟踪,从而使系统具有良好的透明性.两控制器各有一个控制 参数,相关度低,控制灵活.借助内模控制结构的特殊性,以透明性为目标的控制器设计独立于稳定性来进行,降低了控制器设计的复杂度, 很好地兼顾了系统在时延下的稳定性和透明性.理论分析和仿真实验证明了该方法的有效性.     

基于小波分解的时变系统辨识方法研究

传统的模型辨识方法不适合参数变化较快的时间变系统的辨识,因此提出了基于小波分解的线性时变系统的辨识模型描述以及辨识算法,仿真结果证明了这种辨识方法的有效性。     

时变时滞双向联想记忆神经网络的鲁棒稳定性

通过构造适当的Lyapunov泛函分析了一类时变时滞双向联想记忆神经网络的平衡点稳定性问题。不要求激励函数的单调性和可微性,得到了保证时变时滞双向联想记忆神经网络的平衡点全局鲁棒渐近稳定的两个新判据。所得到的结果能够表示成线性矩阵不等式形式,进而易于用内点算法等方法来验证。通过仿真例子与其他文献中的一些结果进行比较,表明了本文所得结果的有效性。     

一类时变参数的递推辨识方法

本文对线性时变系统的参数辨识方法进行了分析和研究,提出了一类新的时变参数递推辨识方法。算法假定时变参数由自回归模型表示,并保证辨识算法结构传递矩阵正实或严格正实。本文分别给出了白噪声和有色噪声情况的两种递推辨识算法,证明了它们的一致收敛性。结构分析表明,最小二乘估计和朗道自适应串联辨识算法是这类辨识方法的特例。在给定的结构条件下,辨识算法对周期和单调变化的时变参数有一定的跟踪能力。     

基于Internet的机器人实时双向遥操作

基于服务质量的时延、时延振荡、带宽需求和丢包率，认为传输控制协议是一个安全的协议，而UDP(用户数据包协议)是一个相对实时的协议．因此在实际情况中，可针对不同的数据类型选择相应的协议．使用UDP协议控制数据时有包丢失问题，可采取冗余发射的方式加以克服．在基于Internet的机器人遥操作系统中有网络时延问题，影响整个系统的稳定性、透明性和实时性．使用UDP协议使系统具有了实时性的同时。不影响系统的稳定、透明和同步．使用力、图像、声音、温度等多模态反馈能够提高系统性能和安全性，但各个模态之同存在同步问题，用事件驱动的方法可解决此问题。     

A new impedance and robust adaptive inverse control approach for a teleoperation system with varying time delay

This paper presents a new robust adaptive inverse control approach for a force-reflecting teleoperation system with varying time delay. First, an impedance control is designed for the master robot. Second, an adaptive inverse control is proposed for the slave robot. Finally, the slave side controller is modified such that the robust stability and performance are achieved. In addition, robust stability analysis has been performed and optimal behavior is ensured by using standard characteristic polynomials. It is shown that despite of presence of randomly-varying time delay, the proposed control algorithm compensates the position drifts efficiently. Demonstrable simulation studies confirm the effectiveness of the proposed control system and its advantages over the existing sliding mode control strategies.     

时变时滞不确定采样系统的鲁棒镇定控制

针对时变时滞不确定采样系统,研究了时滞依赖的鲁棒镇定控制器设计问题。通过引入一个自由变量,得到了一个新的具有更低保守性的Lyapunov渐近稳定判据。利用该判据,采用线性矩阵不等式技术推导了此类系统的时滞依赖鲁棒镇定控制器存在的充分条件。数值算例验证结果表明所提出的算法比已有的设计方法具有较低的保守性。     

Guaranteed cost sampled-data control for uncertain nonlinear time-varying delay system

The robust guaranteed cost sampled-data control was studied for a class of uncertain nonlinear systems with time-varying delay. The parameter uncertainties are time-varying norm-bounded and appear in both the state and the input control matrices. By applying an input delay approach, the system was transformed into a continuous time-delay system. Attention was focused on the design of a robust guaranteed cost sampled-data control law which guarantees that the closed-loop system is asymptotically stable and the quadratic performance index is less than a certain bound for all admissible uncertainties. By applying Lyapunov stability theory, the theorems were derived to provide sufficient conditions for the existence of robust guaranteed cost sampled-data control law in the form of linear matrix inequalities (LMIs), especially an optimal state-feedback guaranteed cost sampled-data control law which ensures the minimization of the guaranteed cost was given. The effectiveness of the proposed method was illustrated by a simulation example with the asymptotically stable curves of system state under the initial condition of x(0)=[0.679 6 0].     

基于广义跟踪误差的一阶非线性时滞系统自适应迭代学习控制

针对一类具有未知时变时滞的一阶非线性参数化系统,提出一种自适应迭代学习控制方案。通过利用边界层函数构造广义跟踪误差,消除了迭代学习控制初始精确定位的限制。为避免因引入边界层函数而产生的奇异性问题,引入双曲正切函数,并根据双曲正切函数的性质,通过构造Lyapunov krasovskii型复合能量函数证明了所有信号的有界性和跟踪误差的收敛性。仿真算例验证了所提出方案的有效性。     

具有确定切换序列约束的时滞切换系统预测控制

研究了一类切换顺序已知、输入受约束的时滞切换系统,提出基于椭圆集约束的模型预测控制。给出了切换系统的各子系统作用域二次型表示方法,以LMIs的形式给出了闭环时滞切换系统的稳定充分条件和预测控制器的设计方法,并且运用预测控制算法解决了系统的输入受约束的问题。通过仿真验证了该方法的有效性。结果表明,基于LMIs的时滞切换系统的模型预测控制易于求解,适于实际应用。     

具有确定切换序列约束的时滞切换系统预测控制

研究了一类切换顺序已知、输入受约束的时滞切换系统,提出基于椭圆集约束的模型预测控制。给出了切换系统的各子系统作用域二次型表示方法,以LMIs的形式给出了闭环时滞切换系统的稳定充分条件和预测控制器的设计方法,并且运用预测控制算法解决了系统的输入受约束的问题。通过仿真验证了该方法的有效性。结果表明,基于LMIs的时滞切换系统的模型预测控制易于求解,适于实际应用。