基于主端机的力反馈控制器校正反馈力的方法
【专利摘要】本发明公开一种基于主端机的力反馈控制器校正反馈力的方法，旨在解决反馈到主端机滞后的力反馈使主端机产生不正确运动，造成主从遥操作系统不稳定的技术问题，本方法在于不需要测量和估算操作者施加的力，仅需要确定传递到主端机上的从端机器人与环境交互作用力，和主端机器人的运动速度即可能够提高遥操作稳定的同时，提高主从遥操作系统的透明性。
【专利说明】 基于主端机的力反馈控制器校正反馈力的方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及远程主从遥操作系统操作机器人控制【技术领域】，尤其涉及有时延和力反馈的主从遥操作系统主从机器人控制技术中基于主端机的力反馈控制器校正反馈力的方法。
【背景技术】
[0002]主从遥操作系统的工作模式是可以将人手延伸到人类很难到达或是对人有害的环境中去执行任务。主从遥操作系统即在主端机操作者操作主端机处的机器人进行一个动作，在远处任务现场从端机处的机器人跟随主端机处的机器人进行相同的动作，并与任务现场的环境接触，为了使操作者有身临其境的感觉，需要将从端机处的机器人与环境交互的信息传递到主端机上，让操作者感知到。如果从端机处的机器人与主端机处的机器人速度及受到的反馈力是完全一样的，则相应的遥操作是透明的。由于主从遥操作系统操作机器人之间通过网络连接，其间的数据通信存在有一定的时延。这种时延会引起带力反馈的主从遥操作系统不稳定。
[0003]在实际应用过程中，尤其是从端机器人在水下作业或从端机器人与环境交互时，从端机处的机器人受到的作用力通常是阻碍其运动的。如果主从遥操作系统完全透明，主端机与从端机各处的机器人的运动和受到作用力与从端机处的机器人完全一致，因此传递到主端机的作用力与其处的机器人的运动方向也相反。但在实际应用中由于网络数据传输存在时延，传递到主端机处的机器人上的作用力可能不是阻碍其运动，而与其运动方向相同，这样就使本来是负反馈的控制变成正反馈，造成整个遥操作系统的不稳定。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于克服现有技术的不足，适应现实需要，提供一种基于主端机的力反馈控制器校正反馈力的方法，旨在解决反馈到主端机滞后的反馈力致使主端机产生不正确运动，造成主从遥操作系统不稳定的技术问题。
[0005]为了实现本发明的目的，本发明采用的技术方案为:
设计一种基于主端机的力反馈控制器校正反馈力的方法，所述力反馈控制器进行力反馈的校正包括如下步骤:设定匕为主端机检测到的主端机器人的速度，
力从端机传递到主端机的作用力；
①力反馈控制器接收主端机器人的速度信号匕及从端机传递到主端机的作用力信号
TLar:
Trat ，
②力反馈控制器判断接收到的传递到主端机的作用力Tm-和主端机器人的速度Vm一致时，力反馈控制器将作用力L过滤掉；不一致时进行步骤③；
③力反馈控制器判断接收到的传递到主端机的作用力和主端机器人的速度Va不一致时，力反馈控制器将作用力Q保持不变输出。
[0006]所述步骤②、③相应的力反馈控制器按下式执行:
【权利要求】
1.一种基于主端机的力反馈控制器校正反馈力的方法，其特征在于:所述力反馈控制器进行反馈力的校正包括如下步骤:设定匕为主端机检测到的主端机器人的速度，、力从端机传递到主端机的作用力； 力反馈控制器接收主端机器人的速度信号Vis及从端机传递到主端机的作用力信号^ ；力反馈控制器判断接收到的传递到主端机的作用力 ' 和主端机器人的速度Va 一致时，力反馈控制器将作用力Tw过滤掉；不一致时进行步骤③； 力反馈控制器判断接收到的传递到主端机的作用力、和主端机器人的速度Vm不一致时，力反馈控制器将作用力I保持不变输出。
2.如权利要求1所述的基于主端机的力反馈控制器校正反馈力的方法，其特征是:所述步骤②、③相应的力反馈控制器按下式执行:
【文档编号】G05B19/418GK103869773SQ201410075986
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年3月4日 优先权日:2014年3月4日
【发明者】胡凌燕, 辛勇, 邹艳妮, 徐少平, 刘小平 申请人:南昌大学