区间化时变时延的遥操作系统建模与控制

刘义才 张红霞 陈鑫

摘要 针对力反馈遥操作系统中的时延问题，首先将利用状态空间方程建立了遥操作系统动力学模型，进而在时延区间划方法以及reciprocally方法的基础上采用时滞系统分析和鲁棒H o。控制方法获得了系统保守性较小的稳定性和同步控制的条件。最后通过数值仿真验证了本文所提方法的有效性。

【关键词】控制系统 时延 建模

1 引言

相对于传统的控制系统，网络控制系统能够充分体现了控制系统向分布化、网络化及模块智能化的发展趋势。机器人遥操作系统是伴随着网络控制系统发展而来，在水下深海作业和核工业等领域得到广泛的应用，最大程度的保障了工作人员的安全，己成为目前控制领域的研究热点。典型的机器人遥操作系统由操作者、主机器人、从机器人和通信网络组成，如图1所示。在空间遥操作系统中，回路时延会导致系统性能的下降，甚至破坏其稳定性。因此许多学者针对该问题提出了多种控制方法：模型预测控制的方法、无源理论控制方法、自适应方法等。区别与以往文献资料，本文采用时滞系统的分析方法的基础上采用鲁棒控制的方法来解决空间遥操作控制问题。

2 系统建模

3 主要结论

近年来，时滞系统研究受到广大学者的关注。由于时滞相关条件充分考虑了时延大小对系统影响，因此可以获得更小的保守性。本文利用文献[10-11]提出的一种时延区间划分结合时滞系统和鲁棒H∞的方法，在有效降低系统设计的保守性的同时，实现空间力反馈遥操作系统的稳定性和同步跟踪控制。

5 结论

针对力反馈空间遥操作系统的时变时延，本文采用时滞系统及鲁棒H。。控制方法，获得了统渐近稳定且满足给定跟踪性能的充分条件。由于利用了区间化时变时延的方法，将时变时延在整个区间范围内变化问题转化为在多个小区间范围内变化问题，可获得较小的系统保守性。最后通过数值示例仿真验证了本文所提方法的有效性。

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