PI控制的有时延遥操作系统仿真平台的建立

摘要

对二自由度主从遥操作机器人进行了详细的运动学和运动力学分析,得到了二自由度机器人的状态空间方程,再此基础上建立了遥操作系统中各个子系统详细的数学模型,搭建了一个比较完善的遥操作系统研究的仿真平台。为从端机械臂设计了PI控制算法来控制从机械手,使之跟随主机械手的运动。最后,在该实验平台进行了主从遥操作机械手的位置跟踪和力反馈实验。实验结果说明,当系统存在固定时延时,在本地PI控制器的作用下,从机械手在自由空间运动时,系统具有较好的稳定性和跟踪性能;而从机械手与坚硬的环境交互作用时,遥操作系统的稳定性要受到影响,主从机械手的运动有一定的波动。这就证明了力反馈对有时延遥操作系统的稳定性有不好的影响。但总体上说,在人手对主机械手有一定控制能力的条件下,PI控制器能在一定程度上保证从机械手对主机械手的位置跟踪。