遥操作机器人存在时延的位置控制研究

以电液伺服遥操作主从机器人为控制对象,在系统存在时延的条件下,实现机器人从动机械手位置 和姿态行程跟随主手操纵柄位置的控制。通过建立电液比例阀控制不对称液压缸的数学模型,分析了Smith数字控制器的原理和实现方法,并与传统的控制方法进行了对比研究。针对不同时延进行了仿真试验,仿真结果表明,该方法对电液伺服遥操作机器人的位置控制具有良好的效果和较强的鲁棒性,证明了方法的有效性。

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农业机械学报

第3卷第1 5期

遥操作机器入存在时延的位置控制研究 *

巩明德赵丁选官文斌黄海东孙晓口 【要】以电液伺服遥操作主从机器人为控制对象，系统存在时延的条件下，现机器人从动机械手位置摘在实和姿态行程跟随主手操纵柄位置的控制。通过建立电液比例阀控制不对称液压缸的数学模型，析了 S t字分 mi h数控制器的原理和实现方法，与传统的控制方法进行了对比研究。针对不同时延进行了仿真试验，真结果表明，并仿 该方法对电液伺服遥操作机器人的位置控制具有良好的效果和较强的鲁棒性，明了方法的有效性。证 关键词：操作机器人遥中图分类号： P 4. T 222时延自动控制临场感文献标识码： A

Po ii n Co r lo l r b t wih Ti e De a s to nt o f Te e o o t m l y Go g M i de Zh o Di xua Gon e bi Hu ng Ha d ng Su a n ng a ng n gW n n a io n Xi o ( ln U n v r i Jii i e st y) Ab ta t sr c

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Ke y wor Te e ob,Ti l y,Aut ma i o r l ds l r ot me dea o tc c nt o,Te e r s nc lp e e e

引言 时延是遥操作机器人控制中普遍存在的问题，

进行研究。针对电液遥操作机器人系统中由液压系

统本身引起的系统滞后，用 S t采 mi h控制方法设计 位置伺服控制器。

由信息传输和系统本身滞后特性产生的影响会给遥 操作系统带来严重的问题。究表明，研当存在较大的时延时，整个遥控作业系统的操作性能就会降低，甚至有可能会恶化到使系统变得不稳定的程度[。 1时 .延对临场感系统的影响一直是人们关注并需要解决的一个问题 _] 3。“

1系统从动机械手的数学模型 本系统中，主动机械手为操纵手柄，动机械手从为阀控缸驱动，图 1所示。液压缸为单出杆结构，如

控制阀为直动式电磁比例换向阀，压缸活塞位置液 经位移传感器检测后构成系统的位置闭环，从端经计算机计算后，制比例换向阀电磁铁电流，控阀芯动

本文对时延存在条件下遥操作系统的位置控制 收稿日期：2 0 0 0 2— 6—2 8

*国家“ 6”能机器人主题资助项目(目编号：8 3—0—0 )教育部“秀青年教师资助计划”

83智项 92 1 3和优资助项目( 0 3 20 )

巩明德赵丁选宫文斌黄海东孙晓

吉林大学机械科学与工程学院吉林大学机械科学与工程学院吉林大学机械科学与工程学院吉林大学机械科学与工程学院吉林大学机械科学与工程学院

讲师教授

博士生，1 0 2长春市 305博士生导师

副教授副教授副教授

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