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任务空间下保证参数估计的自适应双边遥操作控制设计

匡锐 贾国涛 罗鑫 李岩田 王娴

匡锐, 贾国涛, 罗鑫, 等. 任务空间下保证参数估计的自适应双边遥操作控制设计[J]. 水下无人系统学报, 2025, 33(5): 898-904 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0060
引用本文: 匡锐, 贾国涛, 罗鑫, 等. 任务空间下保证参数估计的自适应双边遥操作控制设计[J]. 水下无人系统学报, 2025, 33(5): 898-904 doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0060
KUANG Rui, JIA Guotao, LUO Xin, LI Yantian, WANG Xian. Adaptive Bilateral Teleoperation Control Design in Task Space with Guaranteed Parameter Estimation[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2025, 33(5): 898-904. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0060
Citation: KUANG Rui, JIA Guotao, LUO Xin, LI Yantian, WANG Xian. Adaptive Bilateral Teleoperation Control Design in Task Space with Guaranteed Parameter Estimation[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2025, 33(5): 898-904. doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0060

任务空间下保证参数估计的自适应双边遥操作控制设计

doi: 10.11993/j.issn.2096-3920.2025-0060
基金项目: 国家自然科学基金项目资助(61922037).
详细信息
    作者简介:

    匡锐:匡 锐(1981-), 男, 博士, 工程师, 主要研究方向为水声电子信息工程

    通讯作者:

    罗 鑫(2000-), 男, 在读博士, 主要研究方向为遥操作机器人控制及柔顺机器人控制.

  • 中图分类号: TJ630; U674

Adaptive Bilateral Teleoperation Control Design in Task Space with Guaranteed Parameter Estimation

  • 摘要: 在任务空间的框架下, 自适应控制技术已广泛应用于双边遥操作系统, 旨在实现主、从端水下机器人在笛卡尔空间的位置和速度精确同步。为了提高遥操作系统的同步性, 现有研究提出了参数估计算法以补偿未知动态的影响,但传统自适应机制难以实现系统参数的精准估计, 因此无法完全补偿未知动态。针对该问题,文中提出了一种面向任务空间遥操作系统的自适应控制策略, 该策略创新性地以参数误差作为参数估计更新的驱动因子, 进而设计了新的自适应律。理论分析证明, 该策略不仅能够实现遥操作系统在任务空间中的位置与速度同步, 还能同时完成对系统参数的精确估计。仿真和理论分析表明,参数估计的收敛性能显著增强遥操作系统的主从同步性,充分证明了所提策略的有效性和优越性。

     

  • 图  1  主端机械臂系统参数估计值

    Figure  1.  System parameter estimation values of master manipulator

    图  2  主端机械臂系统参数估计误差

    Figure  2.  System parameter estimation errors of master manipulator

    图  3  从端机械臂系统参数估计值

    Figure  3.  System parameter estimation values of slave manipulator

    图  4  从端机械臂系统参数估计误差

    Figure  4.  System parameter estimation errors of slave manipulator

    图  5  末端执行器任务空间位置

    Figure  5.  Position of end-effector in task space

    图  6  末端执行器任务空间轨迹

    Figure  6.  Trajectory of end-effector in task space

    图  7  控制力矩变化

    Figure  7.  Variation of control torque

    图  8  主端传统自适应参数估计律估计值

    Figure  8.  Estimation values of traditional adaptive parameter estimation law for master mainpulator

    图  9  从端传统自适应参数估计律估计值

    Figure  9.  Estimation values of traditional adaptive parameter estimation law for slave mainpulator

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出版历程
  • 收稿日期:  2025-04-23
  • 修回日期:  2025-05-30
  • 录用日期:  2025-06-11
  • 网络出版日期:  2025-10-15

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