[发明专利]一种基于自适应PD和模糊逻辑的遥操作双边控制方法

摘要

本发明公开了一种基于自适应PD和模糊逻辑的遥操作双边控制方法。在对遥操作双边控制系统不确定动力学和运动学建模的基础上，针对遥操作系统与未知环境相接触时产生的摩擦和外部扰动，本发明给出了一种基于模糊逻辑的自适应控制算法，消除其对系统控制性能的影响；针对遥操作系统存在的不确定动力学和运动学参数，本发明提出了一种基于参数估计近似和实时更新的自适应PD控制器，并与上述模糊逻辑控制器在从端相结合，消除不确定参数对系统稳定性和跟踪性能的影响。仿真实验表明本发明所提出的遥操作双边控制方法具有良好的稳定性和跟踪性。

主权项

1.一种基于自适应PD和模糊逻辑的遥操作双边控制方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：建立遥操作系统不确定动力学和运动学数学模型；第二步：针对遥操作系统与未知环境相接触时产生的摩擦和外部扰动，在从端添加基于模糊逻辑的自适应控制器的具体方法是：存在于遥操作系统从端的粘性摩擦库伦摩擦和外部扰动B_s(q_s)用来表示：在上式中，q_s∈R^n×1是从端关节空间的关节角向量，是从端关节空间关节角速度向量，特别地，F_s∈R^n×n表示粘性摩擦系数矩阵，为库伦摩擦，B_s(q_s)∈Rⁿ为有界的环境扰动向量；通过设计基于模糊逻辑的自适应控制算法对进行近似估计和补偿，如下所示：其中，是最优化近似参数，为模糊逻辑控制器的成员函数，是近似误差函数，通过该模糊逻辑控制算法，消除从端摩擦和外部扰动对系统的干扰，将的近似估计值表示为：其中为的估计值，的估计误差可以表示为：其中，表示最优化近似参数的估计近似误差；第三步：针对遥操作系统不确定动力学和运动学参数，分别在主、从端添加自适应PD控制器，与上述模糊逻辑自适应控制器在从端相结合，对不确定参数进行估计近似和实时更新。