双主双从遥操作系统控制算法研究

发布时间：2021-05-24 13:51

　　在以往的遥操作系统研究中,人们利用单主单从遥操作系统去远程环境执行任务,然而,对与一些需要协调交互才能完成的任务,比如协调搬运等,多主多从遥操作系统具有更高的灵活性,负载能力等优点。本文以双主从遥操作系统为研究对象,对双主从遥操作系统的协调搬运任务进行了研究,提出了一种针对双主从遥操作系统的滑模自适应同步控制算法,保证了系统协调搬运任务的顺利完成。本文针对双主双从遥操作系统的搬运任务,提出了一种滑模自适应控制与同步控制相结合的控制算法,使从端机械臂轨迹稳定跟踪主端机械臂的同时,保证两从端机械臂间的运动协调同步。首先,对主从端机械臂进行了动力学建模,为下文中遥操作系统的控制做铺垫。本课题的双主从遥操作系统主从同构,主从端机械臂为二自由度连杆型机械臂。其次,由于遥操作系统中机械臂建模的不确定性以及位置的外部扰动会影响主从机械臂的轨迹跟踪甚至引起系统的不稳定,本文设计了一种自适应滑模控制算法以增强系统的鲁棒性保证轨迹跟踪的控制精度,并通过Lyapunov方法证明了控制算法的稳定性。仿真和实验结果表明,在从端机械臂建模不确定的情况下,本文提出的自适应滑模控制算法也能保证系统的稳定性及控制精度。... 

【文章来源】：南昌大学江西省 211工程院校

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 多主多从遥操作系统的研究背景和意义
    1.2 多主多从遥操作系统研究现状
        1.2.1 多主多从遥操作系统国内外研究现状
        1.2.2 多主多从遥操作系统控制算法在国内外的研究现状
        1.2.3 多主多从遥操作系统在协调搬运任务中面临的挑战
    1.3 论文安排
第2章 二自由度机械臂数学建模
    2.1 引言
    2.2 二自由度机械臂动力学建模
    2.3 本章小结
第3章 基于滑模自适应的轨迹跟踪控制
    3.1 问题描述
    3.2 单主单从遥操作系统控制结构
    3.3 滑模自适应控制算法设计
    3.4 稳定性证明
    3.5 单主单从遥操作系统仿真实验
    3.6 单主单从遥操作系统实际实验
        3.6.1 单主单从遥操作平台介绍
        3.6.2 主从遥操作实验及其结果分析
    3.7 本章小结
第4章 滑模自适应同步控制算法研究
    4.1 引言
    4.2 双主双从遥操作系统控制结构
        4.2.1 双主双从遥操作系统的协调性能指标
        4.2.2 双主双从遥操作系统的同步控制结构
    4.3 滑模自适应同步控制器设计
    4.4 稳定性分析
    4.5 仿真实验及其结果分析
    4.6 本章小结
第5章 未来工作及其展望
    5.1 全文总结
    5.2 工作展望
致谢
参考文献
攻读学位期间的研究成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]空间机器人遥操作系统设计[J]. 卢佳园,谢宗武,吴广鑫.  机械与电子. 2020(02)
[2]机械臂的分数阶交叉耦合同步策略研究[J]. 张鑫,张靓.  机械科学与技术. 2020(08)
[3]基于扩张状态观测器的机械臂预测跟踪控制[J]. 严涛,仇翔,刘安东,俞立.  高技术通讯. 2019(09)
[4]一种基于共享控制的双臂协同遥操作控制方法[J]. 黄攀峰,鹿振宇,党小鹏,刘正雄.  宇航学报. 2018(01)
[5]主从式遥操作机器人技术综述[J]. 邵亚琪,姜宗月.  科技展望. 2017(05)
[6]不确定非线性系统的模糊鲁棒H∞跟踪控制[J]. 杜贞斌.  控制与决策. 2015(07)
[7]一种基于切换控制律的机器人双边遥操作方法[J]. 陈章,梁斌,张涛,宋海涛,张博.  宇航学报. 2015(04)
[8]机械臂自适应鲁棒轨迹跟踪控制[J]. 王三秀,俞立,徐建明,邢科新,王正初.  控制工程. 2015(02)
[9]多机械臂协调控制研究综述[J]. 甘亚辉,戴先中.  控制与决策. 2013(03)
[10]腹腔微创手术机器人主从控制技术与实验[J]. 潘博,付宜利,冯美,王树国,徐殿国.  机器人. 2012(06)

博士论文
[1]双臂空间机器人捕获自旋目标的协调运动规划研究[D]. 刘厚德.哈尔滨工业大学 2014

硕士论文
[1]遥操作机器人的有限时间控制算法研究[D]. 杨瑨.南昌大学 2019
[2]遥操作机器人的力觉再现技术研究[D]. 徐亮.西南科技大学 2018



本文编号：3204297