機器人遙操作系統(tǒng)控制技術(shù)

目錄
第1章 緒論 1
1.1 機器人遙操作系統(tǒng)的概念 1
1.2 機器人遙操作系統(tǒng)的發(fā)展 3
1.3 機器人遙操作系統(tǒng)的關(guān)鍵問題 5
1.3.1 主從機器人模型問題的研究 6
1.3.2 通信通道時延問題的研究 7
1.3.3 干擾問題的研究 8
1.3.4 操作者作用力和環(huán)境作用力問題的研究 9
1.4 機器人遙操作系統(tǒng)的控制結(jié)構(gòu) 9
1.4.1 基于位置誤差的結(jié)構(gòu) 10
1.4.2 直接力反饋結(jié)構(gòu) 11
1.4.3 共享柔順控制結(jié)構(gòu) 11
1.4.4 四通道控制結(jié)構(gòu) 12
1.5 遙操作系統(tǒng)的控制方法 13
1.5.1 基于無源性的方法 13
1.5.2 滑?？刂?14
1.5.3 控制 15
1.5.4 模型預(yù)測控制 15
1.5.5 自適應(yīng)控制 16
1.6 總結(jié) 19
第2章 機器人系統(tǒng)的位置自適應(yīng)模糊控制 26
2.1 機器人系統(tǒng)的數(shù)學(xué)建模 26
2.2 單機器人的自適應(yīng)模糊滑?？刂品椒?26
2.2.1 引言 26
2.2.2 控制算法設(shè)計 27
2.2.3 仿真研究 29
2.2.4 結(jié)論 35
2.3 雙機器人的自適應(yīng)模糊小波網(wǎng)絡(luò)模糊控制方法 35
2.3.1 引言 35
2.3.2 自適應(yīng)模糊小波網(wǎng)絡(luò)控制 37
2.3.3 實驗驗證 41
2.3.4 結(jié)論 46
2.4 多機器人的自適應(yīng)模糊小波網(wǎng)絡(luò)模糊控制方法 46
2.4.1 引言 46
2.4.2 多機器人系統(tǒng) 47
2.4.3 自適應(yīng)模糊小波網(wǎng)絡(luò)控制器的設(shè)計 47
2.4.4 仿真研究 51
2.4.5 結(jié)論 55
2.5 總結(jié) 55
第3章 機器人遙操作系統(tǒng)的雙邊自適應(yīng)控制 58
3.1 含不確定性動力學(xué)和未知死區(qū)的數(shù)學(xué)建模 58
3.1.1 含不確定性動力學(xué)的數(shù)學(xué)模型 58
3.1.2 含死區(qū)的數(shù)學(xué)模型 59
3.2 單機器人位置自適應(yīng)控制方法 60
3.2.1 引言 60
3.2.2 動力學(xué)和死區(qū)不確定性的機器人自適應(yīng)控制器的設(shè)計 61
3.2.3 實驗驗證 64
3.3 遙操作系統(tǒng)的雙邊自適應(yīng)控制方法 70
3.3.1 引言 70
3.3.2 遙操作系統(tǒng)四通道雙邊自適應(yīng)控制器的設(shè)計 71
3.3.3 遙操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和透明性分析 75
3.3.4 仿真研究 77
3.4 總結(jié) 83
第4章 機器人遙操作系統(tǒng)參數(shù)不確定自適應(yīng)控制 88
4.1 數(shù)學(xué)建模 88
4.1.1 運動學(xué)的數(shù)學(xué)模型 88
4.1.2 關(guān)節(jié)空間的組合模型 89
4.1.3 任務(wù)空間的動力學(xué)模型 90
4.1.4 非線性化的數(shù)學(xué)模型 91
4.2 動力學(xué)和運動學(xué)參數(shù)不確定的自適應(yīng)控制方法 93
4.2.1 引言 93
4.2.2 PEB自適應(yīng)遙操作控制 94
4.2.3 所設(shè)計控制器的通用性 98
4.2.4 運動學(xué)不確定性的實例 98
4.2.5 仿真研究 100
4.2.6 實驗驗證 110
4.3 線性化和非線性化參數(shù)不確定的自適應(yīng)控制方法 113
4.3.1 引言 113
4.3.2 LP和NLP不確定的4-CH自適應(yīng)遙操作控制 114
4.3.3 有關(guān)NLP項的例子分析 119
4.3.4 仿真研究 121
4.4 自適應(yīng)逆動力學(xué)控制方法 129
4.4.1 引言 129
4.4.2 自適應(yīng)逆動力學(xué)4-CH遙操作控制 129
4.4.3 仿真研究 136
4.5 總結(jié) 142
第5章 機器人遙操作系統(tǒng)的外部干擾控制 146
5.1 外部干擾的數(shù)學(xué)建模 146
5.2 滑模控制方法 146
5.2.1 引言 146
5.2.2 基于四通道的滑模控制器 147
5.2.3 仿真研究 150
5.3 基于觀測器的自適應(yīng)控制方法 154
5.3.1 引言 154
5.3.2 基于干擾觀測器的自適應(yīng)遙操作控制 154
5.3.3 所設(shè)計控制器的通用性 160
5.3.4 仿真研究 160
5.4 總結(jié) 164
第6章 異構(gòu)型遙操作系統(tǒng)的設(shè)計與控制 166
6.1 異構(gòu)型遙操作系統(tǒng)的組成 166
6.2 異構(gòu)型遙操作系統(tǒng)的位置同步控制 167
6.2.1 引言 167
6.2.2 異構(gòu)型機器人遙操作系統(tǒng)的同步控制 168
6.2.3 實驗驗證 170
6.3 異構(gòu)型遙操作系統(tǒng)的位置與速度同步控制 173
6.3.1 引言 173
6.3.2 位置與速度同步控制策略的設(shè)計 173
6.3.3 實驗驗證 177
6.4 總結(jié) 181
第7章 遙操作系統(tǒng)技術(shù)的應(yīng)用案例 184
7.1 物體剛度判斷的遙操作技術(shù) 184
7.1.1 引言 184
7.1.2 物體剛度判斷實驗 184
7.1.3 實驗結(jié)果及分析 185
7.2 電力維護(hù)作業(yè)的遙操作技術(shù) 190
7.2.1 引言 190
7.2.2 帶虛擬約束力的電力維護(hù)作業(yè)遙操作控制技術(shù) 191
7.2.3 實驗驗證 194
7.3 總結(jié) 204