机器人遥操作系统控制技术

目录
第1章 绪论 1
1.1 机器人遥操作系统的概念 1
1.2 机器人遥操作系统的发展 3
1.3 机器人遥操作系统的关键问题 5
1.3.1 主从机器人模型问题的研究 6
1.3.2 通信通道时延问题的研究 7
1.3.3 干扰问题的研究 8
1.3.4 操作者作用力和环境作用力问题的研究 9
1.4 机器人遥操作系统的控制结构 9
1.4.1 基于位置误差的结构 10
1.4.2 直接力反馈结构 11
1.4.3 共享柔顺控制结构 11
1.4.4 四通道控制结构 12
1.5 遥操作系统的控制方法 13
1.5.1 基于无源性的方法 13
1.5.2 滑模控制 14
1.5.3 控制 15
1.5.4 模型预测控制 15
1.5.5 自适应控制 16
1.6 总结 19
第2章 机器人系统的位置自适应模糊控制 26
2.1 机器人系统的数学建模 26
2.2 单机器人的自适应模糊滑模控制方法 26
2.2.1 引言 26
2.2.2 控制算法设计 27
2.2.3 仿真研究 29
2.2.4 结论 35
2.3 双机器人的自适应模糊小波网络模糊控制方法 35
2.3.1 引言 35
2.3.2 自适应模糊小波网络控制 37
2.3.3 实验验证 41
2.3.4 结论 46
2.4 多机器人的自适应模糊小波网络模糊控制方法 46
2.4.1 引言 46
2.4.2 多机器人系统 47
2.4.3 自适应模糊小波网络控制器的设计 47
2.4.4 仿真研究 51
2.4.5 结论 55
2.5 总结 55
第3章 机器人遥操作系统的双边自适应控制 58
3.1 含不确定性动力学和未知死区的数学建模 58
3.1.1 含不确定性动力学的数学模型 58
3.1.2 含死区的数学模型 59
3.2 单机器人位置自适应控制方法 60
3.2.1 引言 60
3.2.2 动力学和死区不确定性的机器人自适应控制器的设计 61
3.2.3 实验验证 64
3.3 遥操作系统的双边自适应控制方法 70
3.3.1 引言 70
3.3.2 遥操作系统四通道双边自适应控制器的设计 71
3.3.3 遥操作系统的稳定性和透明性分析 75
3.3.4 仿真研究 77
3.4 总结 83
第4章 机器人遥操作系统参数不确定自适应控制 88
4.1 数学建模 88
4.1.1 运动学的数学模型 88
4.1.2 关节空间的组合模型 89
4.1.3 任务空间的动力学模型 90
4.1.4 非线性化的数学模型 91
4.2 动力学和运动学参数不确定的自适应控制方法 93
4.2.1 引言 93
4.2.2 PEB自适应遥操作控制 94
4.2.3 所设计控制器的通用性 98
4.2.4 运动学不确定性的实例 98
4.2.5 仿真研究 100
4.2.6 实验验证 110
4.3 线性化和非线性化参数不确定的自适应控制方法 113
4.3.1 引言 113
4.3.2 LP和NLP不确定的4-CH自适应遥操作控制 114
4.3.3 有关NLP项的例子分析 119
4.3.4 仿真研究 121
4.4 自适应逆动力学控制方法 129
4.4.1 引言 129
4.4.2 自适应逆动力学4-CH遥操作控制 129
4.4.3 仿真研究 136
4.5 总结 142
第5章 机器人遥操作系统的外部干扰控制 146
5.1 外部干扰的数学建模 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 基于观测器的自适应控制方法 154
5.3.1 引言 154
5.3.2 基于干扰观测器的自适应遥操作控制 154
5.3.3 所设计控制器的通用性 160
5.3.4 仿真研究 160
5.4 总结 164
第6章 异构型遥操作系统的设计与控制 166
6.1 异构型遥操作系统的组成 166
6.2 异构型遥操作系统的位置同步控制 167
6.2.1 引言 167
6.2.2 异构型机器人遥操作系统的同步控制 168
6.2.3 实验验证 170
6.3 异构型遥操作系统的位置与速度同步控制 173
6.3.1 引言 173
6.3.2 位置与速度同步控制策略的设计 173
6.3.3 实验验证 177
6.4 总结 181
第7章 遥操作系统技术的应用案例 184
7.1 物体刚度判断的遥操作技术 184
7.1.1 引言 184
7.1.2 物体刚度判断实验 184
7.1.3 实验结果及分析 185
7.2 电力维护作业的遥操作技术 190
7.2.1 引言 190
7.2.2 带虚拟约束力的电力维护作业遥操作控制技术 191
7.2.3 实验验证 194
7.3 总结 204