1.一种面向远程操控的离散时间变边界双边控制方法,其特征在于步骤如下:
步骤1:离散时间远程操控双边控制系统:
其中,下标m和s分别指代远程操控的主端和从端机械臂,为了方便说明,用i=m,s说明后续变量,k表示采样时刻,表示关节交向量,
表示正定惯量矩阵,
表示科氏力矩阵,
是未知但有界的外部扰动,
表示人类操作人员的输入力,
表示环境力,
表示机械臂输出的力矩;
将双边控制模型进行转换,获得如下的差分表达式:
qi(k+1)=qi(k)+δΔqi(k)
Δqi(k+1)=Δqi(k)+δfi(k)+δgi(k)ui(k)+δdi(k)
其中δ表示离散时间系统的采样间隔,对应双边控制模型,获得:
di(k)=-Bi(Δqi(k))
其中,Fi(k)依情况,分别对应环境力与操作人员的输入;
步骤2:对于预定的状态边界,结合状态偏差的值特征,设计控制律的切换信号:
同步误差:
其中,主端误差为em(k),从端误差为es(k),Tm和Ts分别表示主端和从端的延迟时间相对于采样间隔的倍率。双边机械臂的关节角限制为其中qij(k)表示主端或者从端机械臂的第j个关节角的角位置,γij(k)关节角变化的下界,
关节角变化的上界;
定义各个关节角的期望角位置同样满足
定义两个正数变量,满足
定义双边同步误差
定义切换信号
定义如下的辅助符号
步骤3:设计离散时间双边控制律,并以此进行控制:
ui(k)=vi(k)+wi(k)
其中,θi和是对角矩阵,所有非零元素都为正
状态变量的限制边界与初始值的差的绝对值应不小于1,θi选择为采样周期的倒数。