[发明专利]一种基于观测器的时滞力觉接口系统的稳定性分析方法在审
| 申请号： | 201810510940.3 | 申请日： | 2018-05-25 |
| 公开（公告）号： | CN108614423A | 公开（公告）日： | 2018-10-02 |
| 发明（设计）人： | 刘彦文;梁利华;綦志刚;张松涛;关博文;张书浩;周昌盛;谢涛 | 申请（专利权）人： | 哈尔滨工程大学 |
| 主分类号： | G05B13/04 | 分类号： | G05B13/04 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区*** | 国省代码： | 黑龙江;23 |
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| 摘要： | 本发明的目的在于提供一种基于观测器的时滞力觉接口系统的稳定性分析方法，具体包括如下步骤：(1)建立单自由度力觉接口系统的各部分数学模型；(2)将力觉设备与保持器、采样开关和时滞特性合到一起进行离散化，得到包含输入时滞的力觉设备的离散化状态空间模型；(3)设计离散的状态观测器来估计离散力觉接口设备的状态，然后用估计的状态作为虚拟环境的输入信号，根据虚拟环境模型计算反馈力；(4)应用时滞分割的思想建立李雅普诺夫‑可拉索夫斯基L‑K函数，给出基于线性矩阵不等式LMI的力觉接口系统的时滞依赖渐进稳定性条件；由稳定性条件得到观测器的增益矩阵Ld及虚拟墙的参数矩阵Kd，以及允许的最大时滞τm。 | ||
| 搜索关键词： | 接口系统 时滞 观测器 稳定性分析 稳定性条件 虚拟环境 离散化 线性矩阵不等式 状态空间模型 状态观测器 采样开关 参数矩阵 单自由度 接口设备 模型计算 时滞特性 时滞依赖 输入时滞 数学模型 增益矩阵 保持器 反馈力 夫斯基 离散力 虚拟墙 渐进 分割 应用 | ||
【主权项】：
1.一种基于观测器的时滞力觉接口系统的稳定性分析方法，具体包括如下步骤：(1)建立单自由度力觉接口系统的结构和各部分数学模型，主要包括力觉设备、虚拟环境、保持器H和时滞特性的分析和建模；(2)将连续的力觉设备与保持器、采样开关和时滞特性合到一起进行离散化，得到包含输入时滞的力觉设备的离散化状态空间模型；(3)针对包含输入时滞的力觉设备的离散化状态空间模型，设计全阶的离散状态观测器，估计离散力觉接口设备的状态向量x(k)，给出接口设备的位置x1＝q(k)和速度x2＝v(k)的估计值![]()
然后用估计的状态![]()
和![]()
作为虚拟环境的输入信号，根据虚拟环境参数向量矩阵Kd，计算反馈力u(k)；(4)由力觉设备的状态向量x(k)，以及估计的状态误差向量e(k)，定义曾广状态向量α(k)，然后应用时滞分割的思想建立李雅普诺夫‑可拉索夫斯基(L‑K)函数，最后给出基于线性矩阵不等式LMI的力觉接口系统的时滞依赖渐进稳定性条件；(5)由步骤(4)的基于LMI的稳定性条件得到观测器的增益矩阵Ld及虚拟墙的参数矩阵Kd，以及允许的最大时滞τm。
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