电液伺服遥操作机器人的力觉临场感研究

该文借鉴电机驱动主从随动控制系统的研究方法，并结合液压系统的特殊性，对电液伺服遥操作主从机械人的力觉临场感进行了分析。综合了对称型双向伺服控制系统和力直接反馈型双向伺服控制系统的优点，以从端受力形成力反馈控制量的增益，位置误差和位置误差的变化率形成力反馈控制量，提出了改进对称型控制算法，即力一位置综合型双向伺服控制算法。实验结果验证了新方法的有效性。     

3D图形预测仿真及虚拟夹具的大时延遥操作技术

以空间机器人在轨服务为背景,建立了卫星在轨自维护系统的地面遥操作平台.远端由安装在卫星本体上的一个四自由度机器人和灵巧手的臂/手系统组成,当卫星出现故障时,遥操作者通过空间鼠标和力反馈数据手套分别控制远端的臂/手系统排除卫星故障,实现卫星的自我维护.对于地面-太空之间通讯的大时延,利用3D图形预测仿真技术克服时延的影响,并采用虚拟夹具法提高遥操作系统的安全性和操作性能.在大时延及变时延(约7 s)的条件下,实现了武汉遥操作哈尔滨的自维护机器人臂/手系统,成功地完成了打开太阳能帆板的典型卫星在轨维护任务,验证了该方法的有效性,为今后实际空间机器人的地面遥操作提供了经验.     

多旋翼无人机遥操机械臂多功能仿真实验平台的设计与实现

为提高无人机遥操抓取的稳定性,需设计和验证无人机空中遥操控制算法.建立空中遥操机械臂整体动力学模型,基于Virtual Robot Experimentation Platform (V-REP)软件的二次开发,实现对机器人系统的动力学精确描述和可视化仿真.在此基础上,提出基于质心采集和运动学逆解的无人机增稳-抓取算法,开发多功能仿真实验平台.研究结果表明:所建立的仿真实验平台为无人机的遥操抓取提供了新的解决方案.     

危险品弹药遥操作搬运机器人的研究与开发

针对危险品弹药处理设计了一种遥操作搬运机器人,该机器人由车载远端控制系统和监控平台组成.详细阐述了整个硬件设计方案以及软件流程,具体介绍了各功能模块的系统组成和结构特点.测试表明该机器人工作可靠,能够满足处理危险弹药任务的要求。     

月球车实时遥操作方法研究

在月球探测任务中,利用无人月球车在月面移动,对一定范围的月面环境进行探测,是一种较为安全的方式.月球车的月面巡视是一个以轮地交互为基础、地面实时监视控制的过程.根据恢复的月面三维地形环境,地面进行探测目标选择和巡视路径规划,以远程控制的方式控制月面巡视.本文提出了一种月球车在线控制方式,基于虚拟现实技术,对月面地形环境和月球车状态进行运动学和视景仿真,地面控制人员通过人机交互,控制虚拟月球车行进,控制信号经验证后生成月球车的控制指令,实现月球车的在线控制.为应对地月通讯延时问题,采用预测显示方法,避免了大延迟的影响.本方法减少了控制环节,提高了月球车远程控制的效率和安全性.     

基于混杂动态系统的机器人网络遥操作控制

机器人网络遥操作中的信息传递具有不确定时延特性,使得操作者无法及时、准确地了解现场信息,从而无法就机器人当时所处状态给予有效的控制．针对这种情况,文中从混杂动态系统的角度出发,采用监督控制方法对整个机器人网络遥操作系统进行建模和控制．通过在远端（机器人端）建立监控器来解决不确定时延所造成的问题,实验结果证明了该方法的有效性．     

网络化遥操作系统的全状态时变约束控制研究

本文针对全状态时变约束下的遥操作系统,在系统不确定和非对称时变时滞下研究了主-从系统之间的同步控制问题.为提高主-从系统同步精度,避免因系统状态突然增大导致的碰撞问题,本文创新性地将系统的全状态时变约束问题转化为系统的稳定性问题.同时,针对主-从系统之间的不对称时变时延,通过引入新的非线性观测器来保证闭环遥操作系统的稳...     

网络机器人遥操作实现研究

通过将网络与机器人合成,阐述了基于TCP／IP协议通信在工业控制系统中的实现方法,为控制系统实现提出了一个新思路。     

多自由度变时延遥操作系统控制的波预测法

针对多自由度变时延遥操作系统,建立了一种一般性的波变换公式并将波变量方法与预测技术相结合来保证系统的稳定性并提高系统的透明性。针对变化时延和预测模型不精确引起的稳态位置误差问题,提出了从端校正控制方法。首先,用波阻抗矩阵代替波阻抗b得到多自由度遥操作系统的波变换公式,从能量的角度推导出波阻抗矩阵的选择原则,基于此原则和矩阵之间的内在关系扩展了波阻抗矩阵的选择条件。分析了变时延条件下波预测控制的稳定性和由于变化时延与预测模型误差引起的主从端稳态位置误差,考虑主从端的位置信息处于同一个时间框架内,采用从端校正控制方法减小稳态位置误差。以三自由度主从遥操作系统为例进行了遥操作实验,实验结果表明所研究的方法能够保证系统的稳定性,且具有较高的透明性和较小的稳态位置误差。     

时延力觉临场感遥操作机器人系统预测控制研究

通讯时延是造成力觉临场感遥操作机器人系统不稳定和操作性能下降的关键因素，针对时延问题，提出了一种适用于时延力觉临场感遥操作机器人系统的广义预测控制方法，该方法通过预测控制器产成实时的预测力反馈以消除时延的影响．此外，为使该方法应用于遥操作机器人未知环境作业，本采用AUDI辨识算法对环境模型进行辨识．构造实验系统，通过实验验证了该方法的有效性．