針對通信時延引起空間遙操作系統(tǒng)的不穩(wěn)定和操作性能下降問題,基于無源理論的雙邊控制方法,提出一種基于改進波變量和時域無源相結(jié)合的遙操作控制方法。首先對傳統(tǒng)波變換控制結(jié)構(gòu)進行改進;其次針對波變量遙操作控制方法在隨機時延下不能保證穩(wěn)定性問題,提出了基于波變量的時域無源雙邊遙操作控制方法,采用改進的波變換控制結(jié)構(gòu),并在主端采用串聯(lián)式無源控制器,在從端采用并聯(lián)式無源控制器,使得系統(tǒng)整體保持無源穩(wěn)定狀態(tài);最后,通過Simulink仿真和搭建的試驗平臺驗證方法的有效性。試驗表明:基于波變量的時域無源雙邊遙操作控制方法在2 s左右隨機時延下,速度及力可以實現(xiàn)穩(wěn)定跟蹤。 

【文章來源】：載人航天. 2020,26(06)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

傳統(tǒng)波變換控制結(jié)構(gòu)圖

傳統(tǒng)波變換控制結(jié)構(gòu)主要存在波反射現(xiàn)象,且該現(xiàn)象不能避免,但是可以減小該現(xiàn)象。本文對從端環(huán)境減小波反射,使從端輸入波變量不受主端輸出波變量的影響,如圖2所示,其中α、β是調(diào)整因子,其他參數(shù)如圖1所示。其中,輸入波變量如式(7)所示:

通過對波變量控制結(jié)構(gòu)的遙操作系統(tǒng)原理分析,無論是采用傳統(tǒng)的波變量控制結(jié)構(gòu)還是改進波變量控制結(jié)構(gòu),由于時延變化率的存在都不能保證在隨機時延下的穩(wěn)定性,所以針對隨機的通信時延問題,采用時域無源控制方法來保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。時域無源性方法(Time Domain Passivity Approach)是無源控制理論發(fā)展的另一個方向,從系統(tǒng)時域的角度來分析,通過無源性觀測器實時監(jiān)測該系統(tǒng)是否處于能量的輸入大于輸出的狀態(tài),當(dāng)不滿足條件時,用無源性控制器來消耗系統(tǒng)中不穩(wěn)定的能量,從而保證系統(tǒng)的無源性。無源性控制器在整個系統(tǒng)中就相當(dāng)于電路中電阻的作用,可以串聯(lián)或者并聯(lián)在整個系統(tǒng)中,見圖3、圖4,其中α1和α2為耗散因子,f1、f2為力,v、v1、v2為速度。圖4 并聯(lián)式無源性控制器示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3611957