遥操作机器人系统主从控制策略

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ｗｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｉｎｓｔａｎｔａｎｅｉｔｙｏｆｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙ．Ｐｏｓｉｔｉｏｎｅｒｒｏｒｉｓｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｔｏｆｏｒｃｅ￣ｅｄｂａｃｋｓｔｒａｔ —
ｔｒｅａｔｍｅｎｔａｎｄｄｅｅｐ — ｓｅａｉｆｅｌｄ．Ｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｙｇｏｆｍａｓｔｅｒ — ｓｌａｖｅｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍｉｓｓｔｕｄｉｅｄｏｎｔｈｅｂａｓｉｓｏｆｓｕｍｍａｒｉ－
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ，ｔｈｅｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍｉｓｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄｉｎｍａｎｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉｅｆｌｄｓ，ｓｕｃｈａｓｍｅｄｉｃａｌ
ＳｈｅｎｇＧｕｏｄｏｎｇ，ＣａｏＱｉｘｉｎ
（ＳｃｈｏｏｌｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｈｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
第２７卷第５期
江苏科技大学学报（自然科学版）
Ｖｏ１．２７Ｎｏ．５
Ｏｃｔ・２０１３
２０１３年１０月ＪｏｕｒｎａｌｏｆＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
人系统的控制策略．采用增量式位置控制，易于建立主端与从端的工作空间映射，并增加位置反馈提高系统的控制精度；解决了主从运动比例变化的问题；并通过搭建的主从机器人系统对位置控制策略进行验证，结果表明了系统位置控制策略的准确性和实时性．将主从位置误差引入系统的力反馈控制策略，分析系统的稳定性，并通过ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对力反馈策略进行仿真及实验验证，仿真与实验结果验证了所建立控制策略的有效性．关键词：机器人系统；主从控制；力反馈；位置控制
ｚｉｎｇｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｒｅｓｅａｒｃｈｒｅｓｕｌｔｓ．Ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｕｓｅｄｔｏｅｓｔａｂｌｉｓｈｔｈｅｍａｓｔｅｒ — ｓｌａｖｅｗｏｒｋ— ｓｐａｃｅｍａｐｐｉｎｇｃｏｗｅｅｎｉｅｎｔｌｙ，ｐｏｓｉｔｉｏｎ￣ｅｄｂａｃｋｉｓａｄｏｐｔｅｄｔｏｉｍｐｒｏｖｅｃｏｎｔｒｏｌｐｒｅｃｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅｐｒｏｂｌｅｍｏｆｍｏｔｉｏｎｒａｔｉｏｃｈａｎｇｅｉｓｓｏｌｖｅｄａｎｄｔｈｅｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｐｒｏｖｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｂｕｉｌｔｓｙｓｔｅｍ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓ
ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３— ４８０７．２０１３．０５．０１５
遥操作机器人系统主从控制策略
盛国栋，曹其新
（海交通大学机械与动力工程学院，上海２００２４０）摘要：近年来主从式机器人系统被广泛应用在医疗、深海等非结构性环境．在现有研究成果的基础上，研究了主从式机器
ｅｇｙ，ｔｈｅｓｔａｂｉｌｉｔｙｏｆｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄｔｈｅｅｆｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｆｏｒｃｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｙｇｉｓｔｅｓｔｅｄｔｈｒｏｕｇｈＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍ；ｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅｃｏｎｔｒｏｌ；ｆｏｒｃｅ￣ｅｄｂａｃｋ；ｐｏｓｉｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ
中图分类号：ＴＰ２４２．３文献标志码：Ａ文章编号：１６７３— ４８０７（２０１３）０５— ０４９３—０５
Ｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇｙｏｆｍａｓｔｅｒ－ｓｌａｖｅｒｏｂｏｔｓｙｓｔｅｍ