双边遥操作系统采样控制研究

发布时间：2025-04-27 06:00

　　双边遥操作系统是融合了计算机技术,网络通讯技术和控制理论的一门十分综合学科。由于实际生活中网络带宽和传输速率均有限,因此信息很难进行实时同步传输,于是引入采样控制对双边遥操作系统进行研究。此时系统仅需要对离散时刻的主从位置进行采样即可,因此不仅减少了能量的损失和信息同步的传输量,还提高了带宽的利用率,这样可以使得双边遥操作系统在远程救援和深海探测等现实领域有更好应用。基于上述情形,因此分别基于无源性理论和在操作者有源的情况下对双边遥操作系统进行了采样分析,基于离散时刻的相关信息对系统进行稳定性分析和探索。通过构造相应的Lyapunov-Krasovskii泛函,并使用自由权矩阵和凸优化的方式,给出了该双边遥操作系统稳定性判据和控制器的设计准则。具体的内容如下所示:1)针对基于无源性理论的双边遥操作系统采样控制进行了研究和探索。在考虑了控制信号在网络中传输时存在的时延、干扰等问题后,假设操作者和外界环境均为无源状态,对该双边遥操作系统进行了控制器设计和稳定性分析。该方案充分考虑了离散系统采样点的相关信息以及系统的非线性函数特性,搭建完成了分段泛函,并根据该线性矩阵不等式(LMIs)分析系统...

【文章页数】：69 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
引言
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 双边遥操作系统的国内外研究现状
        1.2.2 采样控制系统的国内外研究现状
    1.3 双边遥操作系统采样控制中存在的问题
    1.4 本文结构安排
第2章 双边遥操作系统采样控制理论基础
    2.1 双边遥操作系统概述
        2.1.1 双边遥操作系统的结构
        2.1.2 机械臂动力学方程
        2.1.3 双边遥操作系统的模型
        2.1.4 双边遥操作系统控制器设计
    2.2 采样控制理论
        2.2.1 采样控制的描述
        2.2.2 采样周期的选择
    2.3 控制系统的时延分析
        2.3.1 控制系统时延的概述
        2.3.2 采样控制系统时延的组成
        2.3.3 时延对采样控制系统的影响
    2.4 Lyapunov泛函稳定性定理
    2.5 线性矩阵不等式理论
        2.5.1 线性矩阵不等式的概述
        2.5.2 线性矩阵不等式的优点
    2.6 常用引理
    2.7 本章小结
第3章 基于无源性理论的双边遥操作系统采样控制
    3.1 引言
    3.2 系统描述
        3.2.1 系统模型
        3.2.2 问题描述
    3.3 控制器设计
    3.4 主要结果及证明过程
    3.5 仿真实例
    3.6 本章小结
第4章 操作者有源情况下的双边遥操作系统采样控制
    4.1 引言
    4.2 系统描述
        4.2.1 问题描述
        4.2.2 系统模型
    4.3 控制器设计
    4.4 主要结果及证明过程
    4.5 仿真实例
    4.6 本章小结
结论
参考文献
致谢
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本文编号：4041862