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《燕山大学》 2006年
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遥操作系统鲁棒控制器设计及跟踪控制

佘君  
【摘要】:遥操作系统能将人所在主端的命令和行为传递并作用到远端,实现对远端环境的操作和控制,从而极大地提高操作者的安全性和工作效率,节约成本,更高效合理地利用人力资源,实现多方协调作业。因此近年来在该方面的应用和研究十分活跃。 论文首先对遥操作系统设计了鲁棒控制器。在基于状态方程的结构基础上,通过参数匹配,得到扩展的主端与主从误差模型,并给出控制器设计的时滞相关和无关的结论,控制器参数由LMI的可行性获得。设计方法实现容易,相关方法根据不同的时延调整控制参数,与无源性方法相比,后者仅通过选择耗散元件使系统稳定,具有较大的保守性。 其次,针对现有方法大多是分析遥操作系统在时延影响下的稳定性,跟踪期望信号的方法限制条件又颇多的情况,提出了轨迹跟踪控制策略。对主从端分别设计PD控制器和滑模控制器,PD控制器参数由李亚普诺夫函数推导得到,李亚普诺夫函数中加入调节参数,减少了不等式的放缩次数从而降低保守性。为了减小跟踪误差,进一步提出将模糊理论与PD控制器相结合的改进方法。整个设计过程,无需额外的限制条件,既保证了整个系统的稳定性,又实现了轨迹跟踪。 最后考虑遥操作系统主从端模型存在不确定因素时轨迹跟踪控制器的设计问题,提出模糊滑模控制方案。主端控制器的设计避免了耦合、时延及不确定性,转而设计等价控制律,并设计附加控制律来消除模糊滑模控制律与等价控制律之间的误差。从端采用模糊补偿参数不确定性,滑模控制用于减弱模糊逼近误差,PD控制器使主从误差系统稳定。设计方法对主、从操作手的模型不确定性没有严格的限制条件,模糊规则简单,保证了系统的稳定性及跟踪效果。
【学位授予单位】:燕山大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TP872

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