天津中德职业技术学院航空航天与汽车学院 王春絮天津商业大学信息工程学院 李立鹏



基于散射矩阵的时延力反馈遥操作系统稳定性研究

天津中德职业技术学院航空航天与汽车学院 王春絮
天津商业大学信息工程学院 李立鹏

【摘要】具有力反馈功能的遥操作系统一般采用双边控制方式，系统的主从端在传输过程中存在一定的时延，使系统的稳定性遭到破坏。本文利用二端口网络将遥操作系统的通信环节模拟成无损耗传输线，有效地解决了具有力反馈功能的遥操作系统在存在时延的情况下的稳定性问题，实验仿真结果表明，该方法能给保证系统较高的稳定性。

【关键词】时延；力反馈；稳定性

遥操作系统使本地操作者能够操纵远端机器人等智能设备，在危险、人类不能到达或人类不适于长期驻留的环境中完成指定任务，但当系统操作端和远端机器人相距遥远时，通讯会引入时延。实验证明，若存在0.25s的时延则可能造成遥操作系统的不稳定，严重影响工作效率和安全性。

1　时延遥操作系统描述

遥操作系统采用主从控制方式时，操作者与主端进行交互，感受到远端机械手与环境的作用力，操作者的指令通过信号传输发送到从端机器人，使它跟从操作人员的指令运动，同时将反馈信息通过信号传输过程返回给主端并反馈给操作者。将遥操作系统传输模块视为二端口网络［12-14］，系统结构如图1所示，遥操作系统的力F与速度v和电路中的电压V与电流I存在着对应关系，即F-＞v，V-＞I。……