基于加幂积分型有限时间收敛的遥操作控制器的设计方法技术

一种基于加幂积分型有限时间收敛的遥操作控制器的设计方法，按以下步骤：1)分别选取主端触觉机械臂以及从端操作臂通过网络通信通道连接组成主从遥操作系统。获取主从端机械臂的动力学参数，动力学参数包括主从端惯性力矩阵、哥氏力与离心力矩阵、重力项矩阵等；2)针对该主从遥操作系统，定义主从端机械臂轨迹跟踪误差及误差变化率，然后在主从端均设计加幂积分型有限时间控制器。本发明专利技术的优点：1)从机械手可以准确快速地跟踪主机的轨迹；2)具有良好鲁棒性，适用于具有对称时变时延和不对称时变时延的遥操作系统。3)具有良好的抗外部干扰的性能。

Design Method of Teleoperation Controller Based on Power Integral Finite Time Convergence

A design method of teleoperation controller based on power integral finite-time convergence is presented. The following steps are taken: 1) The main tactile manipulator and the slave manipulator are selected to form the master-slave teleoperation system through the network communication channel. The dynamic parameters of the master-slave manipulator are obtained, including the inertia force matrix, Coriolis force and centrifugal force matrix, gravity term matrix and so on. 2) For the master-slave teleoperation system, the trajectory tracking error and error rate of the master-slave manipulator are defined, and then a power-integral finite-time controller is designed at both the master and slave ends. The advantages of the present invention are: 1) the slave manipulator can track the trajectory of the host accurately and quickly; 2) it has good robustness and is suitable for teleoperation systems with symmetrical and asymmetrical time-varying delays. 3) It has good anti-external interference performance.

【技术实现步骤摘要】
基于加幂积分型有限时间收敛的遥操作控制器的设计方法
本专利技术属于信息
，涉及遥操作方法。
技术介绍
遥操作技术自20世纪90年代起开始逐步发展，现已广泛运用于太空探测、核电站维护、医学临床手术等领域。一个典型的双边遥操作系统主要由五个部分组成：操作者，主端机械臂，网络通信通道，从端机械臂，外部环境。当主端动作信号通过前向通信通道传送给从站，同时传送从端与外部环境的相互作用力通过后向通信通道发送给主端，这被称为双边遥操作系统。如何使得系统误差在有限时间内收敛至零且对于内部参数不确定性以及外部干扰也具有很好的鲁棒性，一直以来是遥操作领域中关键的技术问题。
技术实现思路
本专利技术为双边遥操作系统开发了一种基于加幂积分方法的有限时间控制器。相对于传统的PID(比例-积分-微分)控制器，P+d(比例+微分)型控制器以及反演控制器而言，加幂积分型控制器具有更快的收敛速度以及更好的鲁棒性能，使系统能够在有限的时间内全局渐进稳定。本专利技术是通过以下技术方案实现的。本专利技术所述的一种基于加幂积分型有限时间收敛的遥操作控制器的设计方法，按以下步骤：步骤1：分别选取主端触觉机械手与从端操作臂通过本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于加幂积分型有限时间收敛的遥操作控制器的设计方法，其特征是按以下步骤：步骤1：分别选取主端触觉机械臂以及从端实际操作机械臂，通过网络通信通道连接组成主从遥操作系统；获取主从端机械臂的动力学参数，动力学参数包括主从端惯性力矩阵、哥氏力与离心力矩阵、重力项矩阵；步骤2：针对该主从遥操作系统，定义主从端机械臂轨迹跟踪误差及误差变化率：主端轨迹跟踪误差及误差变化率：em＝qm‑qs(t‑Ts)

【技术特征摘要】
1.一种基于加幂积分型有限时间收敛的遥操作控制器的设计方法，其特征是按以下步骤：步骤1：分别选取主端触觉机械臂以及从端实际操作机械臂，通过网络通信通道连接组成主从遥操作系统；获取主从端机械臂的动力学参数，动力学参数包括主从端惯性力矩阵、哥氏力与离心力矩阵、重力项矩阵；步骤2：针对该主从遥操作系统，定义主从端机械臂轨迹跟踪误差及误差变化率：主端轨迹跟踪误差及误差变化率：em＝qm-qs(t-Ts)qm为主端角度，为主端角速度，Ts为从端至主端的网络时延，qs(t-Ts)为从端角度经过Ts时延后的信号，为从端角速度经过Ts时延后的信号，em为主端机械臂轨迹跟踪误差，为主端机械臂轨迹跟踪误差变化率；从端轨迹跟踪误差及误差变化率：es＝qs-qm(t-Tm)qs为从端...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨瑨，胡凌燕，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：江西,36