空间机器人遥操作预测仿真系统研究

针对通讯信号在天地传输过程中产生的较大时延导致对空间机器人的遥操作产生巨大困难,提出了通过虚拟现实技术对遥操作结果进行预测仿真.以规避传输时延影响的方法,并通过虚拟夹具技术降低操作复杂度;通过基于时间戳的修正策略以确保预测结果的准确性;针对具体任务环境提出了九点碰撞检测算法以提高系统运行效率.进行了多次与实物相结合的实验,实验结果表明,该系统运行快速、预测准确,可以有效地规避大时延天地传输带来的弊端,帮助地面操作员完成空间机器人的遥操作.     

遥操作机器人系统图像实时采集及传输技术

在基于Internet的机器人遥操作系统中,图像的采集与传输一直是一个受到广泛关注的问题,本文应用Java语言实现了机器人遥操作系统的图像采集与传输,文章首先给出了遥操作机器人系统的结构组成,讨论了从计算机屏幕获取图像的实现方法,针对屏幕图像变换较为缓慢的特点,利用异或运算实现了图像像素数组的实时处理,并提出了一种量化步长的动态选取方法,从而实现了图像数据的快速压缩,最后利用Socket将压缩处理后的像素数组通过Internet传送到客户端.     

遥操作机器人客户端仿真系统的设计与实现

该文面向空间机器人遥操作,应用三维预测仿真和遥传感器反馈监控技术,建构了遥操作机器人的客户端仿真系统.实现了简单的柔顺力控制操作的仿真.操作员通过仿真系统面向的虚拟环境离线编程,实现对遥操作任务的预演.同时基于遥传感器反馈信息的识别,实现了对远端任务执行进程的监控和状态流图显示.在模拟的大时延情况下,操作员能够在客户端通过局域网控制实验室中的机器人完成精密插孔装配等任务.为进行大时延遥操作提供了算法实验平台.     

遥操作机器人系统的鲁棒控制

针对遥操作系统传输通道中存在时延,造成系统不稳定和操作性能降低的问题,通过减小从外部作用力至跟踪误差的L2增益的方法,来抑制由于抓握作用力和环境力引起的位置,力跟踪误差.本文首先将遥操作机器人系统表示成状态空间形式,并且考虑到系统参数不确定性,将遥操作系统控制中存在的时延问题,跟踪问题转化为鲁棒H∞控制问题.实验结果表明了该方法的有效性.     

基于视觉反馈和预测仿真的Internet机器人遥操作

随着网络技术的发展,基于Internet的机器人遥操作因其广泛的应用前景而成为研究的热点,如何消除Internet引入的复杂时延对控制系统的影响是解决问题的关键.该文在分析Internet两点间时延规律的基础上,设计并实现了一个基于视觉反馈和预测仿真的机器人遥操作系统(Telemanipulator,Tman),三维仿真服务器模拟出操作现场,远程用户根据视觉反馈和本机的三维仿真及时做出控制决策;同时,为了消除时延可能导致的超调所带来的安全隐患,采取远程控制结合本地自主控制的模式,由本地服务器完成最后的小区域内的精细操作.实验结果表明仿真预测和控制模式切换有效地补偿了时延,保证了控制系统的鲁棒性和安全性.     

基于网络的遥操作机器人系统传输时延研究

文章主要研究了基于网络的遥操作机器人系统传输时延的测试、分析以及数据丢包的解决方案。首先概括地介绍了系统的构成及工作原理,然后采用VisualC++6.0软件编写网络时延测试软件,并进行多种实验,最后对实验结果进行了分析,并给出了针对丢包问题的解决方案,同时基于Matlab仿真实验验证了该方案的有效性和可靠性。     

空间机器人遥操作控制系统研究

本文针对空间机器人工作环境特殊性要求,基于无源性理论提出了一种适用于变时延的力反馈双边控制系统,利用PD+d控制器有效补偿了由操作者和从端环境带来的干扰。运用李雅普诺夫函数对系统的稳定性能进行分析,并利用仿真实验验证了系统的透明性和跟踪性。此外,本文所提出的稳定性判别方法,经改进后也可应用于其他控制方案的稳定性分析。     

遥操作机器人系统带记忆的鲁棒反馈控制

针对遥操作机器人系统的通信通道中存在通信时延，以及机器人模型存在不确定性，可能造成系统不稳定和操作性能降低的问题，提出在环境模型未知的条件下，利用鲁棒控制理论，采用力、位置和速度反馈的控制方法，使得系统稳定，并且具有良好的透明性，控制参数可通过Matlab的LMI工具箱方便地求取，仿真结果表明了该方法的有效性。     

基于虚拟现实的预测仿真遥操作系统

为了补偿遥操作过程中的大时延同时为操作者提供友好的操作界面,该文提出了一种基于预测仿真的遥操作系统.首先介绍了这个系统的基本框架和功能结构,然后详细介绍了操作界面和图形仿真系统,提出了针对基于位置控刺的预测仿真算法,探讨相应预测仿真的框架流程.最后,作为一个地面模拟试验将这个系统应用于卫星故障维修中,在人为的6s双向时延的情况下成功地完成了诸如推太阳能帆板和拉卫星天线等任务.     

基于互联网的机器人遥操作系统平台

本文设计一个基于互联网的机器人遥操作系统,构造一个集研究和实验为一体的机器人遥操作平台,以拓宽机器人技术在科研和工程领域的应用前景。它通过融合环境建模和通用操作技巧两种技术,在模型误差和系统误差存在的前提下,突破了基于模型的高层监控机器人系统仅能进行简单遥操作的局限,保证了操作的可靠和稳定;采用高精度的图形预测技术,有效地克服了网络延时对操作者的影响,较大地提高了工作效率;通过使用最近设计完成的多     

Real-Time Workshop实时仿真研究与应用

MATLAB通过组件Simulink提供了一个动态系统建模、仿真和综合分析的集成环境,可以在控制领域中建模并运行仿真,却缺少实时仿真支持.MATLAB工具Real-Time Workshop可以从图形模型生成ANSI C源代码,下载此代码在实时操作系统中运行可以实现实时仿真,但是目前市场上的实时操作系统在开发工具、用户界面等方面存在诸多不足.RTX扩展Windows在提供实时性的同时又可以利用Windows丰富系统资源.利用Real-Time Workshop产生C代码,把要求实时性的代码分离出来放在RTX实时子环境下运行,可以实现实时仿真.实验验证了此方法有较好的实时性.     

基于RTLinux的MATLAB实时仿真

RTLinux操作系统是linux操作系统的变种 ,它具有强实时能力 ,Real-TimeWorkshop(RTW)是matlab的自动生成仿真代码的工具 ,两者的结合是个有意义的尝试。但是RTW生成的代码不能直接在RTLinux中运行。该文首先介绍RTLinux下的编程方法和RTW生成代码的过程 ,然后指出在RTLinux中运行RTW生成的代码需要考虑的问题。     

基于RTW ERT／VxWorks的实时仿真方法实现

介绍了一种基于PTW Embedded Coder和嵌入式操作系统VxWorks的实时仿真方法。在一些实时性要求较高的仿真系统中,怎样能够在不加大开发难度的情况下提高仿真的实时性是一个需要解决的问题。Mathb中的RTW是专门为实时仿真设计开发的,VxWorks是一个非常实时的嵌入式开发系统,利用代码生成工具将ERT嵌入式目标自动生成优化的嵌入式实时C代码,下载到VxWoks嵌入式实时操作系统下运行。主机运行Simulink模型,目标机运行实时代码．保证了实时性。同时提供了利用C—API接口实现在线调参的方法,与传统的基于Tornado实时目标和VxWorks的实时仿真方法相比,更加利于对模型参数进行访问。     

基于RTW/Linux的实时仿真技术研究

该文从实时仿真的需求出发,首先为Matlab中的Real—TimeWork8hop定制、添加了一个新的RedHat Linux 9.0目标,利用该新目标生成的模型代码通过ftp的auto login功能自动下载到目标机上;其次,在主模块文件中添加实时控制代码,使仿真程序按指定步长执行;最后,在RTW的外部模式下,对在RedHat Linux9．0上运行的仿真程序的实时性能进行了测试、研究,通过设置进程的调度政策、关闭系统的交换分区和锁定内存三种方式,改进了仿真程序的实时性能。     

基于VxWorks的Simulink实时仿真软件的实现

研究了基于VxWorks的Simulink实时仿真软件的实现.主要阐述了RTW的编译、S函数的定义及在主机上生成模型文件,并介绍了两种实时仿真方式:在目标机中手动下载执行模型函数;在主机上用代码加载模型文件,并执行模型函数.实现了基于VxWorks的Simulink实时仿真功能,最终完成的实时仿真软件已应用于飞机飞控系统模型仿真中.     

Matlab／RTW实时仿真与嵌入式系统开发

给出一种开发嵌入式系统的新方法。主要基于Matlab的RTW（Real—TimeWorkshop）工具箱的代码生成功能,采用Keil作为中间工具,将RTW生成的C语言代码转换为单片机可以运行的HEX文件,并利用Proteus软件进行仿真,以验证代码的正确性,从而快速开发嵌入式系统,并且实现了实时仿真。测试结果验证了该方法的可行性与正确性。     

RTW在飞控系统半物理仿真软件设计中的应用

介绍了一种新颖、实用、基于RTW和VxWorks的飞控系统半物理仿真软件设计的方法,并且着重说明了RTW的特点、工作原理和使用方法,以及针对VxWorks目标应用的具体步骤.深入分析了一般文献上较少涉及的RTW生成模块和用户外部程序交互数据的途径,并给出了一种可行的办法.     

基于RTW ERT/VxWorks的实时仿真方法实现

介绍了一种基于RTW Embedded Coder和嵌入式操作系统VxWorks的实时仿真方法.在一些实时性要求较高的仿真系统中,怎样能够在不加大开发难度的情况下提高仿真的实时性是一个需要解决的问题.Matlab中的RTW是专门为实时仿真设计开发的.VxWorks是一个非常实时的嵌入式开发系统,利用代码生成工具将ERT嵌入式目标自动生成优化的嵌入式实时C代码,下载到VxWoks嵌入式实时操作系统下运行,主机运行Simulink模型,目标机运行实时代码,保证了实时性.同时提供了利用C-API接口实现在线调参的方法,与传统的基于Tornado实时目标和VxWorks的实时仿真方法相比,更加利于对模型参数进行访问.     

基于RTW的无刷直流电机控制系统仿真的新方法

基于方框图建模工具SIMULINK建立方波永磁无刷直流电机(BLDCM)的仿真模型,采用实时代码生成工具箱(RTW)自动生成模型的C语言源代码,在VC集成开发环境中开发BLDCM的仿真系统。应用该系统,可以采用不同的控制策略进行仿真验证,以设计有效的控制器。该方法为BLDCM控制系统的开发设计提供了一种新的思路。