本文關(guān)鍵詞：基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的遙操作工程機(jī)器人系統(tǒng)控制策略研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《廣東工業(yè)大學(xué)》 2014年

基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的遙操作工程機(jī)器人系統(tǒng)控制策略研究

田果  

【摘要】：基于Internet的遙操作工程機(jī)器人系統(tǒng)是指由操作者通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)操縱的在人類難以接近的環(huán)境下作業(yè)的工程機(jī)械。研發(fā)基于無線通信網(wǎng)絡(luò)的遙操作工程機(jī)器人系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)遙操作系統(tǒng)完全的移動(dòng)操作,大大提升系統(tǒng)的靈活性,并降低維護(hù)成本,具有重大的工程實(shí)際意義。但由于無線通信網(wǎng)絡(luò)不可避免地存在網(wǎng)絡(luò)時(shí)延,且相比于有線網(wǎng)絡(luò)的時(shí)延更大更具時(shí)變性,因此會(huì)影響遙操作系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作性能。為此,本文對無線通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的遙操作工程機(jī)器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作性能進(jìn)行了研究。本文主要研究內(nèi)容如下： 1.研究了遙操作工程機(jī)器人系統(tǒng)軟件的實(shí)現(xiàn)方法,包括無線通信協(xié)議的分析與選擇、客戶端／服務(wù)器模型、套接字編程技術(shù)以及基于MFC的多線程編程技術(shù)等。 2.設(shè)計(jì)了遙操作工程機(jī)器人的硬件和軟件系統(tǒng)。其中,硬件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、無線通信網(wǎng)絡(luò)的設(shè)計(jì)以及遠(yuǎn)程操作端子系統(tǒng)和現(xiàn)場控制端子系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。軟件系統(tǒng)的設(shè)計(jì)包括廣域網(wǎng)模擬器的引入、客戶端控制軟件和現(xiàn)場端控制軟件的設(shè)計(jì)。 3.設(shè)計(jì)了基于參數(shù)模型的增益調(diào)度控制結(jié)構(gòu)和算法；利用該方法對PID控制器輸出乘以適當(dāng)?shù)脑鲆?并依據(jù)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延動(dòng)態(tài)調(diào)整該增益：實(shí)驗(yàn)研究了增益調(diào)度控制方法的控制特性。 4.設(shè)計(jì)了基于非參數(shù)模型的模糊控制結(jié)構(gòu)和算法；利用PID參數(shù)調(diào)節(jié)規(guī)律和實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)得到的模糊控制規(guī)則對PID的輸出參數(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)整定；實(shí)驗(yàn)研究了模糊控制方法的控制特性。 5.設(shè)計(jì)了基于非參數(shù)模型的模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制結(jié)構(gòu)和算法；利用模糊控制知識表達(dá)能力和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自學(xué)習(xí)能力在線調(diào)整輸出以適應(yīng)環(huán)境的變化；實(shí)驗(yàn)研究了模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方法的控制特性。 研究結(jié)果表明,基于參數(shù)模型的增益調(diào)度控制在網(wǎng)絡(luò)時(shí)延較小時(shí),表現(xiàn)出了優(yōu)于常規(guī)PID控制的控制效果。但當(dāng)網(wǎng)絡(luò)時(shí)延增加到一定值時(shí),由于該方法自身存在的局限性以及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)難易獲取精確參數(shù)模型的原因,增益調(diào)度控制失去了原有的控制效果。而基于非參數(shù)模型的模糊控制與模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,因其控制機(jī)制的智能性,無需建立系統(tǒng)的參數(shù)模型,在網(wǎng)絡(luò)時(shí)延較大時(shí)仍能表現(xiàn)出較常規(guī)PID控制更好的控制效果。特別是模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制,進(jìn)一步改善了模糊控制的控制效果,具有對網(wǎng)絡(luò)時(shí)延更好的適應(yīng)性和魯棒性。 本文的研究成果對提高無線通信網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的遙操作工程機(jī)器人系統(tǒng)的穩(wěn)定性和操作性能具有指導(dǎo)意義。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TP242;TP273
【目錄】：

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