主从异构遥操作机械手双向伺服控制策略研究

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1、分类号：TP242单位代码：10183研究生学号：20154120462密级：公开吉林大学硕士学位论文（学术学位）主从异构遥操作机械手双向伺服控制策略研究ResearchonBilateralControlStrategyofIsomerismMaster-SlaveTele-manipulator作者姓名：陈凯文专业：机械电子工程研究方向：工程机器人技术自主驾驶车辆控制指导教师：巩明德教授副教授陈虹教授培养单位：机械科学与工程学院2018年5月———————————————————————————主从异构遥操作机械手双向伺服控制策略研究————————————————————————

2、———ResearchonBilateralControlStrategyofIsomerismMaster-SlaveTele-manipulator作者姓名：陈凯文专业名称：机械电子工程指导教师：巩明德教授学位类别：工学硕士答辩日期：2018年5月26日未经本论文作者的书面授权，依法收存和保管本论文书面版本、电子版本的任何单位和个人，均不得对本论文的全部或部分内容进行任何形式的复制、修改、发行、出租、改编等有碍作者著作权的商业性使用(但纯学术性使用不在此限)。否则，应承担侵权的法律责任。吉林大学博士(或硕士)学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交学位论文，是本人在指导教师的指导下，

3、独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿声明研究生院：本人同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》出版章程的内容，愿意将本人的学位论文委托研究生院向中国学术期刊(光盘版)电子杂志社的《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》投稿，希望《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》给予出版，并同意在《中国博硕士学位论文评价数据库》和CNKI系列数据库中使用，同意

4、按章程规定享受相关权益。论文级别：■硕士□博士学科专业：机械电子工程论文题目：主从异构遥操作机械手双向伺服控制策略研究作者签名：指导教师签名：年月日作者联系地址(邮编)：长春市人民大街吉林大学机械学院（130025）作者联系电话：摘要摘要论文题目：主从异构遥操作机械手双向伺服控制策略研究专业：机械电子工程指导教师：巩明德教授力觉临场感使操作者可准确感知从手状态，为操作者提供决策和执行遥操作任务时的关键信息，是主-从遥操作双向伺服控制系统研究的核心目标。因此，如何提升遥操作双向伺服控制系统的力觉临场感具有重要研究意义。结合国家自然科学基金项目“遥操纵多自由度电液伺服机械手力反馈控制策略”

5、（项目编号：50975118），本文研究遥操作主-从异构双向伺服控制系统新型控制策略，提高遥操作系统力觉临场感。本文以三自由度遥操作系统为研究对象，首先对新型三自由度并联主手运动学进行分析，推导了主手运动学正解方程，并运用牛顿迭代法求解了运动学正解；分析了主手奇异位形、灵巧度和工作空间，并采用遗传算法以全局雅可比矩阵指标和工作空间占比为优化目标对主手结构尺寸进行优化；其次，采用虚位移原理对并联主手动力学进行研究，推导了其动力学方程；并建立主手基于动力学的前馈控制系统，并对控制参数进行整定，仿真表明主手控制系统具有良好的动力学响应。针对遥操作双向控制系统不能准确反馈力觉信息以及易产生反馈

6、冲击的问题，本文将位置空间理论引入遥操作双向控制系统，提出基于位置空间的力+位置-位置型双向控制策略，利用从手运动雅可比空间代替传统的位差增益矩阵，构造主手与从手相同的位置空间，准确反馈从端力的大小和方向，改善系统透明性。利用Matalb与Adams软件联合仿真，结果表明，采用新型双向控制策略后，不仅能感知从端反馈力的大小，还能判断反馈力的方向，使系统具有良好的力觉临场感，验证了新型控制策略的有效性。关键词：遥操作，并联机构，动力学前馈控制，位置空间，力觉反馈IAbstractAbstractTitle:ResearchonBilateralControlStrategyofIsome

7、rismMaster-SlaveTele-manipulatorMajor:MechanicalElectronicEngineeringAdvisor:Prof.MingdeGongThekeyaspectofthebilateralcontrolsystembasedonforcetele-presenceistofeedbackthepositionandforceinformationfromtheslave-manipulatorto