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無人機雙邊遙操作系統,可實現機器人的多人聯動!

行業專題 | 時間: 2019-11-06 | 中國自動化學會 | 編譯:阿芬

  雙邊遙操作系統是一種復雜的機器人系統,允許人們在遠程或難以接近的環境中執行任務它們可以應用于各種領域,包括娛樂系統、工業機械、無人機,甚至由醫生執行的手術,這些醫生與患者的身體位置不同。使這些系統在成功執行任務的同時不那么復雜,是提高遙操作性能和體驗的關鍵因素。
 
  一組國內研究人員通過提出一種新的控制算法來解決這一挑戰,并證明了在保持其性能成功的同時降低雙邊遙操作系統的復雜性是可能的。
 

 
  狀態收斂是機器人系統雙向遙操作的一種新型控制算法。首先,它在狀態空間上對遠程操作系統進行建模,并考慮主從系統之間的所有可能交互。其次,它提出了一種簡介的設計程序,該程序需要求解一組方程,以便計算雙邊回路的控制增益。這些設計條件是通過將主從錯誤轉換為自治系統并施加遠程操作系統的所需動態行為而獲得的。結果,以明確定義的方式實現了主狀態和從狀態的收斂。
 
  作者于今年9月在ieee和中國自動化協會聯合出版的ieee/caa《自動化學報》上發表了他們的研究結果。
 
  作者將研究重點放在狀態收斂上,狀態收斂是一種廣泛應用于遙操作系統建模和系統內部交互的算法。本研究能實現狀態收斂控制器提供的類似收斂行為,通過它,遙操作系統可以以一種自主的方式運行,并在人類操作的“主”設備和“從”設備(執行“主”遠程命令的操作的設備或機器人)之間施加所需的動態行為,同時減少跨通信通道發送的變量數量。
 
  因為導致了降低復雜度的狀態收斂算法,因此其被稱為復合狀態收斂控制器。為了在不存在通信時延的情況下驗證所提出的方案,在單自由度遙操作系統上執行了MATLAB仿真和半實時實驗。這些復合變量和力變量;通過嚴格遵循狀態收斂的方法,確實有可能以期望的方式實現狀態的收斂。
 
  與標準狀態收斂相比,作者采用了一種不太復雜的混合狀態收斂算法,通過減少主從設備之間的通信信道數量,仍然達到了預期的效果,即遙操作系統的動態響應。根據作者的說法,在以前的研究中還沒有報道過復雜的狀態收斂方案。
 
  然后,作者在模擬環境中用一個單自由度系統來測試和證明他們的理論,這個系統能夠完成設計的一種動作作者還進行了對比研究,結果表明該系統具有較好的暫態性能。
 
  接下來,作者將繼續測試新系統承受不同條件的能力和潛力,并分析由參數不確定性得出的結果。這會使得無人機的操作更加簡答快捷,同時能讓無人機有更多的拓展空間。

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