[发明专利]一种面向远程操控的离散时间变边界双边控制方法

摘要

本发明属于机械臂动力学领域，涉及一种面向远程操控的离散时间变边界双边控制方法，建立离散时间远程操控双边控制系统，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，设计离散时间双边控制律。本发明实现状态有界的双边控制方法在计算机系统中的直接应用，保证双边同步的同时，通过参数的合理选取还能确保系统的稳定精度。

主权项

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：q_i(k+1)＝q_i(k)+δΔq_i(k)Δq_i(k+1)＝Δq_i(k)+δf_i(k)+δg_i(k)u_i(k)+δd_i(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：d_i(k)＝‑B_i(Δq_i(k))其中，F_i(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e_m(k)，从端误差为e_s(k)，T_m和T_s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q_ij(k)表示主端或者从端机械臂的第j个关节角的角位置，γ_ij(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：u_i(k)＝v_i(k)+w_i(k)其中，θ_i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，θ_i选择为采样周期的倒数。