[发明专利]离散时间状态下的遥操作系统的控制方法

权利要求书

1.一种离散时间状态下的遥操作系统的控制方法，包括以下步骤：

S1.建立n维离散时间状态下的遥操作系统模型；

S2.基于遥操作系统中存在的内部的不确定和外界环境中的干扰问题，设计线性扩张状态观测器估计系统中的模型不确定性和外部干扰；

S3.网络通信定常时延下定义主、从机器人位置同步误差变量，并基于定义的主、从机器人位置同步误差变量引进新的趋近律，设计带有输入时延的离散滑模控制方法；

S4.基于李雅谱诺夫理论给出遥操作系统的稳定性条件，保证遥操作系统的稳定性和同步性；

步骤S3的详细过程如下：

网络通信定常时延下定义主、从机器人的跟踪轨迹如下：

X_dm(jh)＝X_s(jh-T_s)

X_ds(jh)＝X_m(jh-T_m) (3)

式中T_m为信息从主端到从端的传输时延，T_s为信息从从端到主端的传输时延，则主、从机器人的位置同步误差变量为：

e_m(jh)＝X_m(jh)-X_dm(jh)

e_s(jh)＝X_s(jh)-X_ds(jh) (4)

选取如下的切换方程：

s_i(jh)＝Λ_ie_i(jh) (5)

式中Λ_i∈R^n×2n,i＝m,s，且满足那么可得如下等式：

做假设A1，该假设为：遥操作系统的干扰估计误差有界，且满足下面的不等式：

||ξ_ik(jh)||≤ξ_ik (7)

式中k＝1,2,…,n，定义Ξ_i＝[ξ_i1 … ξ_in]^T，ξ_ik为正定常数，是ξ_ik(jh)的上界；

则从任意初始状态出发，系统的轨迹跟踪误差都能够在有限步内达到切换面s_i(jh)＝0，并从切换面趋近原点，定义滑模面的切换带如下：

式中i＝m,s，k代表系统的关节，s_i(jh)＝[s_i1(jh) … s_in(jh)]^T，△_i＝[△_i1 …△_in]^T，2△_i表示切换带的带宽，且式中λ_i是切换增益，σ_i0，

定义趋近律如下：

其中ρ_i是正整数，且

并基于定义的趋近律，设计带有输入时延的离散滑模控制器(DSMC)为：

。