【摘 要】
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为实现在无线网络环境下遥操作工程机器人的运动临场感,设计了一种基于无线网络的遥操作工程机器人运动提示系统。给出了构成该系统的三自由度运动提示平台、液压系统、无线
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为实现在无线网络环境下遥操作工程机器人的运动临场感,设计了一种基于无线网络的遥操作工程机器人运动提示系统。给出了构成该系统的三自由度运动提示平台、液压系统、无线通信系统和测控系统的组成及原理,并对运动提示方法、平台运动学及其跟随特性进行了理论分析和实验研究。由于无线网络存在无线网络时延且具有时变性,影响遥操作工程机器人运动提示系统的精度和稳定性,本文采用模糊PID、模糊神经网络控制算法在无线网络环境下对遥操作工程机器人运动提示系统的精度和稳定性进行了研究。本文主要工作如下:1.研究了遥操作工程机器人运动提示的实现方法,给出了运动提示平台的工作原理,确定了运动提示系统的整体方案。2.设计了遥操作工程机器人运动提示系统的硬件和软件系统。硬件系统的设计主要包括传感器、数据采集卡、模拟输出卡型号的选择及硬件接线。软件系统的设计包括服务器控制软件和客户端控制软件的设计。3.提出了一种常规PID控制算法,利用服务器控制软件和客户端控制软件对无线网络环境下遥操作工程机器人运动提示平台进行了运动模拟,并实验研究了遥操作工程机器人运动提示平台的跟随特性。4.为提高基于无线网络的遥操作工程机器人运动提示系统的控制精度,采用了模糊PID、模糊神经网络控制算法对运动提示平台进行运动控制,并实验研究了遥操作工程机器人运动提示平台的跟随特性。5.针对无线网络环境下无线网络时延具有时变性,影响遥操作工程机器人运动提示系统精度,采用一种广域网模拟器模拟不同的无线网络时延,并实验研究了系统在不同无线网络时延下常规PID、模糊PID及模糊神经网络的控制效果。研究结果表明:基于无线网络的遥操作工程机器人运动提示平台跟随精度可满足工程要求,采用模糊神经网络控制算法较常规PID和模糊PID控制算法具有更好的控制效果,提高了系统控制精度,对无线网络时延具有更好的稳定性和适应性。研究结果可为无线网络环境下具有临场感的遥操作工程机器人系统的开发提供借鉴指导。
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