1.具有时变时延的非线性遥操作系统位置和力跟踪控制系统,包括操作者模块、主机器人控制器、主机器人、通信通道、从机器人控制器、从机器人和环境模块;
所述通信通道的前向时变时延为Tm(t),反向时变时延为Ts(t);主机器人的位置qm(t)、主机器人的速度 操作者与主机器人的交互力τh(t),通过通信通道分别变为qm(t-Tm(t))、 τh(t-Tm(t))传输给从机器人控制器;从机器人的位置qs(t)、从机器人的速度 从机器人与环境的交互力τe(t),通过通信通道分别变为qs(t-Ts(t))、τe(t-Ts(t))反馈给主机器人控制器;
所述主机器人控制器的输入包括主机器人的位置qm(t)、主机器人的速度 操作者与主机器人的交互力τh(t)、从机器人通过通信通道反馈的位置qs(t-Ts(t))、反馈的速度反馈的从机器人与环境的交互力τe(t-Ts(t));主机器人控制器输出的控制力τm(t);
所述从机器人控制器的输入包括从机器人的位置qs(t)、从机器人的速度 从机器人与环境的交互力τe(t)、主机器人通过通信通道传输的位置qm(t-Tm(t))、传输的速度传输的操作者与主机器人的交互力τh(t-Tm(t));从机器人控制器输出的控制力τs(t);
所述主机器人控制器输出的控制力τm(t)满足关系式:
其中,Pm>0为主机器人的位置误差系数;Dm>0为主机器人的速度误差系数;Km>0为主机器人的速度系数;Fm>0为主机器人的力误差系数;αs(t)是与Ts(t)的变化率有关的一个可变增益;
所述从机器人控制器输出的控制力τs(t)满足关系式:
其中,Ps>0为从机器人的位置误差系数;Ds>0为从机器人的速度误差系数,且Ds=Dm;Ks>
0为从机器人的速度系数;Fs>0为从机器人的力误差系数;αm(t)是与Tm(t)的变化率有关的一个可变增益;
所述通信通道的反向时变时延Ts(t),其变化率 满足关系式:
所述通信通道的前向时变时延Tm(t),其变化率 满足关系式: