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《測控技術(shù)與儀器專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)探索與實踐.doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、時延遙操作系統(tǒng)的能量觀測與控制研究進展C3周生龍，宋愛國（東南大學(xué)儀器科學(xué)與丁.程學(xué)院遠程測控技術(shù)江蘇省貳點實驗宗,江蘇南京210096）摘要：能量觀測與控制方法基于無源理論，在有源網(wǎng)絡(luò)端口觀測力和速度（位置）信號，分析并動態(tài)補償能量以保持網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定，無需控制對象模型信息和通信傳輸時延估計。綜述了時延遙操作系統(tǒng)的一端口和二端口網(wǎng)絡(luò)能量觀測與控制方案的研究進展，討論了存在的主要問題，并指出進一步研究的方向為定量分析操作性能、改進控制器工作條件、克服傳感器影響和安全操作等。關(guān)鍵詞：時延；遙操作；能董觀測與控制。
2、中圖分類號：TP242.3文獻標(biāo)識碼：A文章編號：1000-8829（2010）10-0001-05FtesearchonEnergyCbservingandCDntrolforTimeDelayTeleoperationSystemsZHOUShengIong,SONGAiguo（RemoteMeasuringandControlJiangsuProvinceKeyLoboratory，SchoolofInstrumentScienceandEngineering,SoutheastUniversity
3、,Nanjing210096,China）Obstract:Passivitybasedenergyobservingandcontrol(EOC)monitorsforceandvelocity/positionatnonpassivenetworkportforenergy,analyzesanddynamicallycompensatesenergytostobi1izesystemsneitherwithcontrolledsystemmode1informationnorsignaltransp
4、ortdelaytimeestimation.Theresearchofoneportandtwoportnetworkenergyobservingandcontrolfortimedelayteleportationsystemsissummarizedandmainproblemsarediscussed.Bettercontrollers,quantitativeteleoperationperformanceanalysis,overcomingsensoreffectandsafeoperat
5、ionarepointedoutfurtherresearch.Keywords:timedelay;teleoperation;energyobservingandcontrol遙操作起源于丄世紀(jì)40年代，在外層空間機器人探索、深?？茖W(xué)研究、危險環(huán)境作業(yè)、移動機器人、基于Internet的遠程醫(yī)療等領(lǐng)域被廣泛的研究和應(yīng)用心。Sheridan等通過實驗研究指出了通信傳輸時延對遙操作系統(tǒng)的影響?并引起了極大關(guān)注。半個世紀(jì)以來克服遙操作系統(tǒng)通信環(huán)節(jié)時延、建立穩(wěn)定的系統(tǒng)、獲得透明操作性能一?直是國內(nèi)外研究人員不
6、懈努力的方向，他們先后提出了無源理論、現(xiàn)代控制理論和虛擬現(xiàn)實等控制和算法［，31,在一?定程度上解決了時延遙操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性問題，同時盡可能地實現(xiàn)了更好的臨場感。通常使用固定阻抗來補償吋延的影響O網(wǎng)絡(luò)端口能量觀測與控制方法I⑷基于無源理論，直接觀測系統(tǒng)端口的參數(shù)（力和速度/位置），計算網(wǎng)絡(luò)能量，判斷是否無源。若有源，則引入一個環(huán)節(jié)，僅僅消耗使系統(tǒng)有源的能量，通過能量補償迖到保持系統(tǒng)無源穩(wěn)定的H的o該控制方法最初用來解決觸覺再現(xiàn)接口系統(tǒng)屮接觸剛性虛擬墻的不穩(wěn)定性問題，收稿日期：2010-03-17基金項目：
7、國家863高技術(shù)項目（2008AA040202）;教育部創(chuàng)新工程培育資金項目（708045）作者簡介：周生龍（1974）,男，四川南充人，在讀博士生，主要研究方向為時延遙操作機器人；宋愛國（1968）,男，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事機器人傳感與控制技術(shù)、康復(fù)工程研究。其在無吋延的本地觸覺接口系統(tǒng)屮已經(jīng)得到廣泛討論，許多研究人員還嘗試將其推廣到時延雙邊遙操作系統(tǒng)。盡管為了維持系統(tǒng)無源引入補償阻抗會降低操作性能，并且還需要解決一些關(guān)鍵問題，但因其具有不需要被控系統(tǒng)模型信息、不估計信號傳輸吋延、動態(tài)補償?shù)葍?yōu)點
8、，在復(fù)雜吋延和非結(jié)構(gòu)多樣環(huán)境等遙操作系統(tǒng)小具有良好應(yīng)用前景。本文首先介紹網(wǎng)絡(luò)端口能量觀測與控制方法的配置和基本算法，然后歸納總結(jié)一端口和二端口網(wǎng)絡(luò)能量觀測控制方法在吋延遙操作系統(tǒng)111的研究現(xiàn)狀，討論存在的主要問題并展望進一步研究的方向。1網(wǎng)絡(luò)能量觀測與控制1.1能量觀測考慮M個端口的網(wǎng)絡(luò)N,若所有端口能量參數(shù)F時延遙操作系統(tǒng)的能量觀測與控制研究進展1(t)和V(t)可獲得，初始能量為E(0),網(wǎng)絡(luò)N無源的充要條件為F(t)V
