The invention discloses a stability control method for a multi-time-delay teleoperation system based on force and position prediction. By estimating the environmental stiffness parameters and environmental damping parameters of the environment contacted by the robot, the contact force between the slave robot and the environment is predicted, and then the slave robot position is predicted by the extended Kalman filter algorithm. According to the predicted contact force and position, the driving control law of the multi-time-delay teleoperation system is designed. Finally, the driving control law of the host robot and the slave robot is used to control the host robot and the slave robot respectively, so as to realize the stability control of the multi-time-delay teleoperation system.
【技术实现步骤摘要】
基于对力与位置预测的多时延遥操作系统稳定性控制方法
本专利技术属于机器人
，更为具体地讲，涉及一种基于对力与位置预测的多时延遥操作系统稳定性控制方法
技术介绍
遥操作系统被广泛应用在各类遥远或者人类难以企及的环境之中，例如太空试验，海底探索，核废料的处理，远程康复训练等等领域。在医疗行业中可以拓展特殊技术人员的能力，远程控制来完成复杂的治疗工作，如跨国手术等。在如此众多的应用领域，由于信号传输距离遥远，主从机器人信号传输时产生了较大通信时延。W.R.Ferrell早在1996年指出，通信时延将会降低对从机器人位置与力的跟踪准确性，影响双边遥操作系统的稳定性，导致系统不稳定，从而对遥操作系统会造成不良影响。为了消除时延对遥操作系统稳定性的不良影响，增强操作者对从机器人的临场感体验，其中有许多的突出的研究成果。例如RobertAnderson提出一种运用无源性理论和散射理论的控制算法，保证了遥操作系统中主从机器人和通信通道的无源性，即能够保证系统的稳定性。对从机器人与环境的接触反馈力的预测手段是近年比较热门的研究方向。Ganjefar提出在主机器人端添加Smit...
【技术保护点】
1.一种基于对力与位置预测的多时延遥操作系统稳定性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、估算从机器人所接触环境的环境刚度参数Kc和环境阻尼度参数Bc(1.1)、根据从机器人传感器实时采集的环境接触力Fe与从机器人位置xs，建立关系式：
【技术特征摘要】
1.一种基于对力与位置预测的多时延遥操作系统稳定性控制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、估算从机器人所接触环境的环境刚度参数Kc和环境阻尼度参数Bc(1.1)、根据从机器人传感器实时采集的环境接触力Fe与从机器人位置xs，建立关系式：对(1)式两边同时取对数，得：其中，n为常数，其大小依赖于接触物质材料及其几何特性，取值介于1和2之间；(1.2)、利用指数加权递归最小二乘法估算环境刚度参数Kc和环境阻尼度参数Bc(1.2.1)、设置迭代次数k；(1.2.2)、对公式(2)进行参数化；令yk＝ln(Fk)，那么(2)式参数化后表示为：(1.2.3)、结合公式(3)，利用指数加权递归最小二乘法对从机器人所接触的环境参数识别，具体为：在环境参数识别过程中，通过(4)式的迭代运算估算出第k迭代后从机器人所接触环境刚度参数和环境阻尼度参数为：并作为从机器人所接触环境刚度参数Kc和环境阻尼度参数Bc；(2)、预测从机器人与环境的接触力其中，xm表示主机器人的位置，为xm的一阶导数，表示主机器人移动速度；Kcxmn是非线性弹力...
【专利技术属性】
技术研发人员：李坚，黄琦，陶学伟，胡维昊，蔡东升，张真源，李晨，宫彦，王妮，邓带雨，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51
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