一、空间力觉临场感遥控作业系统的时延无条件稳定性分析（论文文献综述）
刘斯文[1]（2021）在《面向网联人机交互遥操作的触觉通信技术研究》文中认为随着基于5G网络的触感网的迅速发展,触觉通信系统及遥操作技术受到了学术界及工业界的广泛关注。其中,人类在环的力反馈遥操作触觉通信系统是存在于触感网中的典型用例,它将代表人类主观感受的判断标准引入系统,称作用户体验质量（Quality of Experience,Qo E）,以此反映系统性能。因此,在多个遥操作用户同时共享同一通信网络时,如何能够最大化网络总体用户体验质量成为目前一个主要的挑战。Qo E与往返时延密切相关,两者呈相反的趋势。由于触觉信息对时延非常敏感,因此必须尽量减小系统中的往返时延对Qo E造成的影响,并保证遥操作系统中的操作者在最大容许时延（Maximum Tolerant Delay,MTD）的限制下能够接收到足够的数据。遥操作系统中存在控制结构,用于稳定远程交互,消除系统失稳。不同的控制方案会对相同的往返延迟产生不同的响应。本次研究针对两种常见的控制结构:（1）时域被动结构（Time Domain Privacy Approach,TDPA）;（2）模型调节结构（Model Mediated Teleoperation,MMT）。通过主观测试能够得到不同控制结构下Qo E与时延的关系模型。本论文研究不同控制结构下,多个用户同时共享同一网络资源的情况,如何使网络中用户性能最大化。主要研究内容与创新点如下:（1）根据不同控制结构下,Qo E与往返延时的具体关系,在简化的网络环境下,针对力反馈遥操作系统中存在的位置/速度信息以及力反馈信息,设计Qo E驱动的智能调度算法。为了简化指数复杂度计算,使用最大化最小值的方式,代替指数级运算达到网络整体Qo E最大化的目的。将系统性能与控制质量转化为Qo E进行表示,不对控制结构进行硬件方面的调整,简化操作,降低成本,并具有更高的普适性。（2）对简单网络环境下的Qo E驱动的调度算法进行改进。考虑更为复杂的实际网络传输数据的情况,以及触感信息对于延时敏感的特性,对数据包传输的最大容许延时进行限制。考虑传输过程中存在与力反馈信息同时产生的视频信息,以及与以上两种实时（Real-Time,RT）流信息竞争资源的非实时（Non-Real-Time,NRT）流信息。改进算法为两层结构的Qo E驱动的RT流优先智能调度算法,保证了MTD下数据包的成功传输,使网络中用户整体Qo E性能最大化,并能够满足力反馈遥操作系统对于视触信息的感知同步要求。该调度算法关注两种控制方案对往返延时的性能响应,并根据往返延时确定两种控制结构下的数据流调度顺序。不同于传统通信方式的单边传输,考虑了力反馈遥操作系统的双边传输特性,力反馈信息在对应的位置速度信息未被远地机器人成功接收时,无法从后向链路传输回操作者方。（3）本文对两种调度算法均生成相应调度器,在仿真环境中进行实验,前者与目前已存在的调度算法进行吞吐量、延时的性能比较,后者与目前已存在的调度算法进行吞吐量、延时、Qo E性能及视触觉信息接收时间差等方面的性能比较,证明了所提出算法的可行性与优越性,为人机交互系统提供支撑。
谢桂平[2]（2020）在《基于多感知信息的空间机器人环境建模及实验研究》文中研究说明空间机器人代替宇航员的太空探索活动一直以来是国内外专家学者研究的热点,人类参与的半自主空间机器人遥操作人机交互技术仍是当前空间探测领域的主要手段,但是,空间机器人与操作者之间的信号传输存在着较大的时延,极大地影响了遥操作任务。本文以空间机器人遥操作为背景,旨在削弱空间时延对遥操作的影响,对空间机器人虚拟环境建模相关技术展开深入研究。针对空间机器人的作业需求和遥操作机器人的研究现状,设计并搭建了基于多感知信息的空间机器人地面遥操作验证系统。首先对主从机器人进行运动学分析,实现主从机器人的正逆解,并建立了基于Schunk机械臂和七自由度力反馈手控器的运动学模型。通过空间机器人虚拟环境预测上位机软件的设计,为空间遥操作机器人系统各个模块的性能研制及实验验证提供理论依据与实验平台。然后针对空间机器人的预定义环境和非结构化环境分别展开虚拟环境的几何学建模,并提出相应的几何学修正方法进行实验研究。对于预定义环境下的虚拟机械臂几何学建模通过Open GL语言导入OBJ文件的方法实现预定义环境的几何学建模,并提出了一种虚拟机器人与虚拟对象碰撞检测的DAASD算法,通过基于ARMA预测模型修正算法完成了修正。对于非结构化环境的虚拟环境建模提出了一种基于RGB-D实时点云进行建模的方法,并采用RANSAC算法提取目标物体的几何特征,通过Barrett灵巧手触觉传感器采集的点云信息进行校准完成虚拟环境的几何学建模。围绕空间机器人虚拟机械臂的动力学建模进行研究,提出了一种适合Schunk机械臂与不同接触环境的非线性动力学模型CSCM模型,对该模型提出了合适的参数辨识方法进行模型参数估计,针对CSCM模型的非线性项作线性化处理,而对于动力学模型的线性项提出了一种基于自适应遗忘算子的最小二乘辨识算法,将每一步辨识出的动力学参数反馈给检测修正模块和主端虚拟环境。此外,对于动力学参数的修正,提出了一种基于最小可觉差的修正算法,通过保证虚拟力偏差在最小可觉差以内,确保虚拟力反馈建模的真实感。针对虚拟环境系统的稳定性研究,充分考虑环境和阻尼的关系,设计稳定性实验并验证了系统稳定性。最后针对人在回路的遥操作系统中不可避免的人为随机输入等给系统操作带来的消极影响,提出了一种基于RGB-D点云数据构建虚拟环境,通过视觉点云数据构建排斥力和吸引力势场模型实时地生成引导型虚拟夹具,针对机械臂禁止作业区域构建禁止型虚拟夹具,对操作者的行为规范作出约束保证系统安全,通过虚拟约束力建模极大地提高了操作者移动机械臂执行任务的效率,通过实验验证了有效性。最后设计并展开系统综合实验,验证虚拟环境的几何学建模和动力学建模的准确性,通过在不同时延条件下虚拟环境中操作者执行遥操作任务时的力反馈效果来验证系统的整体性和可靠性。
倪得晶[3]（2018）在《面向空间机器人遥操作的环境建模与人机交互技术研究》文中研究表明太空探索一直是空间科学研究的热点,然而太空环境具有微重力、强辐射、不确定性等特点,对航天员的实地探索造成了极大的安全威胁,同时,完全自主的智能机器人难以在短期内实现,因此,人在回路的空间机器人遥操作仍是现阶段太空探索的主要技术手段,即地面的操作人员提供作业指令,控制空间机器人执行任务,作业过程中的多感知信息反馈给操作者,实现“身临其境”的作业感受,以顺利完成作业任务。本文以空间机器人遥操作为任务背景,对环境建模与人机交互技术进行分析,依次从基于虚拟环境的空间机器人遥操作系统的设计方法、非结构化虚拟环境建模方法、可移动作业对象动力学在线建模与修正,以及非结构化环境中虚拟力约束动态生成及共享控制方法等方面展开深入研究。针对空间机器人遥操作的作业需求,设计并搭建了基于虚拟环境的空间遥操作机器人地面验证系统。首先建立了基于力反馈手控器、SChunk机械臂的主从异构设备的运动学模型,提出了基于位置增量累计映射的方法,实现主从异构机械臂高精度、大空间位姿控制;然后完成了虚拟环境建模,包括虚拟机械臂建模、虚拟环境建模、虚拟力反馈建模,并提出了一种分段线性力空间映射方法,解决了大范围虚拟力反馈向具有小范围输出力的力反馈手控器映射问题;最后完成了从端环境中的感知系统设计、基于ROS的机械臂及多信息控制系统,为后续空间遥操作机器人系统的性能研制及验证提供了理论依据和实验平台。针对非结构化环境作业的需求,提出了一种基于RGB-D点云数据的非结构化环境建模方法,主要包括点云描述的环境几何建模与虚拟力反馈建模。首先对于环境几何建模采用基于多坐标系融合的机械臂辅助预配准,提出了基于SURF-表面法向量特征的点云粗配准,融合颜色与深度特征提高特征点匹配精度,采用了色相辅助的ICP算法进一步完成点云精细化配准,提出了一种点云自适应下采样算法,实现了点云间距的均匀性;然后对于虚拟力反馈建模,采用了一种基于包围球的点云碰撞检测方法,实现了交互设备与点云间实时碰撞检测,同时提出了一种基于表面法向量预估虚拟代理运动的算法,完成了虚拟代理的实时运动估计;最后通过实验验证了本文所采用算法的有效性。针对机器人遥操作领域中动态交互的动力学建模问题,将可移动作业对象类的的动力学建模作为研究重点,提出了一种可移动作业对象动力学建模和在线修正的系统架构。首先研究了碰撞动力学模型与摩擦动力学模型,采用了线性质量-阻尼-弹簧的碰撞模型和改进的Karnopp摩擦动力学模型,提出了一种基于受力突变的运动状态分割算法,完成了交互对象的静态、临界状态和滑动状态的分割;然后研究了基于自适应遗忘算子的迭代最小二乘法、基于遗忘算子的滑动窗口最小二乘法两种方法对环境模型参数进行在线辨识;其次基于所估计的模型参数,实现了虚拟环境中的虚拟力反馈建模与虚拟对象运动预测,同时提出了基于手部力觉最小可觉差的分段模型偏差修正算法,一方面保证了环境模型参数的准确,另一方面降低了通讯带宽压力;最后通过实验验证了本文所提出的方法的有效性。针对人在回路系统中不可避免的人为随机输入导致的消极影响,研究一种基于RGB-D点云数据结构、适用于非结构化环境的动态虚拟力约束建模方法。首先从两方面展开研究内容,一方面为了防止任意危险碰撞对机械臂及物体的损坏,提出了一种基于局部表面估计的禁止区域保护的力约束构建方法,另一方面为了提高操作效率、克服视觉偏差,提出了一种基于局部预测的动态引导型力约束建模方法;然后针对系统中多模态力反馈、虚拟代理点引入的问题,提出了一种人机共享控制策略,实现了基于模糊逻辑的力约束实施方法;最后通过多试验者对系统进行了评估,并对多模式虚拟力反馈遥操作系统进行了实验分析,验证了方法的有效性。
陈凯文[4]（2018）在《主从异构遥操作机械手双向伺服控制策略研究》文中研究表明力觉临场感使操作者可准确感知从手状态,为操作者提供决策和执行遥操作任务时的关键信息,是主-从遥操作双向伺服控制系统研究的核心目标。因此,如何提升遥操作双向伺服控制系统的力觉临场感具有重要研究意义。结合国家自然科学基金项目“遥操纵多自由度电液伺服机械手力反馈控制策略”（项目编号:50975118）,本文研究遥操作主-从异构双向伺服控制系统新型控制策略,提高遥操作系统力觉临场感。本文以三自由度遥操作系统为研究对象,首先对新型三自由度并联主手运动学进行分析,推导了主手运动学正解方程,并运用牛顿迭代法求解了运动学正解;分析了主手奇异位形、灵巧度和工作空间,并采用遗传算法以全局雅可比矩阵指标和工作空间占比为优化目标对主手结构尺寸进行优化;其次,采用虚位移原理对并联主手动力学进行研究,推导了其动力学方程;并建立主手基于动力学的前馈控制系统,并对控制参数进行整定,仿真表明主手控制系统具有良好的动力学响应。针对遥操作双向控制系统不能准确反馈力觉信息以及易产生反馈冲击的问题,本文将位置空间理论引入遥操作双向控制系统,提出基于位置空间的力+位置-位置型双向控制策略,利用从手运动雅可比空间代替传统的位差增益矩阵,构造主手与从手相同的位置空间,准确反馈从端力的大小和方向,改善系统透明性。利用Matalb与Adams软件联合仿真,结果表明,采用新型双向控制策略后,不仅能感知从端反馈力的大小,还能判断反馈力的方向,使系统具有良好的力觉临场感,验证了新型控制策略的有效性。
虞启凯[5]（2017）在《双手主从式力反馈遥微操作系统研制与实验研究》文中研究说明主-从双向伺服遥微操作在微操作/微装配领域有着广泛的应用,如在微/纳米机械、基因工程、微创手术、植物农产品配育种、光纤对接等领域。本文针对遥微操作应用需求,研究设计一套双手主从式带有力反馈的遥微操作系统的试验平台,并辅以双目视觉系统完成遥微操作。课题主要从系统总体方案、多自由度手控器设计和分析、集成微力传感的微夹持器的研制、主从遥微操作控制方法以及平台搭建与试验验证等方面展开研究。在手控器的设计中,根据人行为习惯与功能分配,双手采用不同方案。其中主左手是三维平动机构,对其进行运动学、力传递能力展开分析;主右手采用六自由度串并联复合机构,对主右手的操作空间大小、力传递能力以及综合性能指标进行分析,并以此进行优化设计。另外,对主右手的运动学标定方法进行研究,分析末端位置误差及其几何误差源,采用矢量链法构建相关映射误差模型,提出误差补偿方案。为了实现微操作过程中的反馈力检测,设计并研制一种三维集成力传感的微夹持器。其中包括微夹持器的结构设计、参数优化分析、有限元分析以及微力传感标定试验和微操作试验。主-从双向控制技术是遥微操作中关键技术之一,正向从手位置精确跟踪采用滑模控制方法,并设计非线性扰动观测器实现在线估计和补偿不确定性和摩擦等因素引起的干扰,此外还采用饱和函数替换符号函数以削弱观测器输出抖振现象。而对于反向主手反馈力跟踪采用力闭环控制方案;为适应不同操作状态下的模型结构与参数的时变性,各轴则分别采用模糊PID控制方法;另外针对主从异构采用基于RBF神经网络逆系统的解耦方法,建立右主/从手六轴动力学一一对应关系。完成遥微操作试验平台的搭建和相关测控模块的软硬件实现,并对主从双边遥微操作可行性和稳定性进行相关试验验证,结果表明该系统具有良好的位置跟踪和力反馈跟踪;进一步通过操作细轴/孔装配实验,验证了本试验平台正向位置控制与反向力控制方法的正确性与可行性,也验证了操作者在遥微操作中有着良好的力觉临场感。
刘振亚[6]（2015）在《基于力觉与视觉交互的机器人操控技术研究》文中认为随着航天技术的不断发展和空间探索的逐步深入,受制于安全性和人类自身性能,航天员出舱执行在轨任务的方式已逐渐不再适用于愈趋复杂和频繁的在轨任务。未来的航天任务将更多的采用空间机器人执行在轨任务,宇航员则作为机器人的操控者监视感知机器人的工作状态。机器人在轨操控技术,作为机器人完成空间任务的主要技术领域,已成为当前研究热点与发展方向。本文以基于力觉与视觉信息融合的机器人操控技术为研究对象,研究机器人在力觉和视觉辅助下的人在环操控技术问题,重点研究了机器人的动力学建模,推导出6轴串联机器人的正向运动学和逆向运动学,采用拉格朗日法推导出机器人的动力学公式;研究了Kinect彩色深度摄像机3D点云数据的获取、处理与配准,提出了一种深度摄像头外参标定方法以标定机器人和Kinect的相对位置,提出了一种深度图像预处理的方案,并将预处理之后的深度图像与彩色图像进行配准以获得环境的实时彩色点云数据;研究了基于实时点云交互的力觉临场感,创新性地提出了实时点云交互下的禁止虚拟夹具构建方案,研究了三层代理点模型和代理点运动交互算法以及力反馈信息获取算法;研究了在接触运动过程中机器人的阻抗控制,并进行了Matlab仿真。最后本文以ABB六自由度工业操作机器人为平台构建了基于力觉与视觉信息融合的机器人操控技术实验系统,对本文研究的机器人力觉临场感操作方案进行了论证,并实现了操控机器人完成模块插入插槽的任务。
丛建华[7]（2014）在《基于位置—速度控制的电液伺服遥操作机器人力反馈研究》文中指出遥操作机器人系统可以在太空、深海、强辐射等对人类有害或人类无法达到的极限环境下完成复杂的遥操作作业任务，这在很大程度上拓展了人类的活动领域，在一定程度上促进了社会的发展。具有力觉临场感的遥操作机器人系统由于能够使操作者更好的感受到从端机械手与环境的相互作用情况，所以能够更好的完成遥操作任务。本文结合国家自然科学基金项目“遥操纵多自由度电液伺服机械手力反馈控制策略”（项目编号：50975118），来研究提高主-从遥操纵系统力觉临场感操作性能的方法。本文以吉林大学工程机器人研究室自行研制的两个2-DOF通用型遥操作机器人力反馈操纵杆组成的同构式遥操作机器人系统为研究对象，建立了机械手电液伺服系统的数学模型，并且针对从手速度对主手位移的跟踪特性采用模糊PID控制器，该控制器把模糊推理的思想与PID控制相结合，保证了电液伺服系统的稳定性和主从手之间的跟踪特性。最后提出了基于位置-速度控制的双向伺服力反馈控制算法，并以手控器电液伺服系统的数学模型为基础，建立了基于位置-速度控制的遥操作机器人仿真模型，分别对从端机械手在空载、弹性负载和刚性负载情况下进行了仿真分析，结果表明从手的速度可以很好的跟踪主手的位移，而且基于位置-速度控制的双向伺服力反馈控制算法，可以使操作者在操作过程中感受到与从端环境作用力很接近的反馈力，具有良好的力反馈效果，为以后进一步研究遥操作系统控制技术提供了依据。
王春絮[8]（2014）在《基于虚拟现实的水下机械手力觉临场感技术研究》文中认为核电站水下机器人遥操作系统的成功实现，极大地改善了极限环境下机器人的作业能力，系统能够使机器人替代操作者进入反应堆堆芯和水池完成异物检查、打捞操作等工作任务。将力觉临场感技术应用于遥操作系统中，一方面通过主操作手将操作者的有关运动信息传递给目标机器人；另一方面主手将远程控制中目标机器人的受力情况反馈给操作者，使从机器人在系统的控制下能够更为精确的完成工作任务，具有较高的工作效率。本文主要研究内容和创新性成果如下：1.针对本实验室自主研制的核电站多功能水下爬行机器人，确立了遥操作机器人系统总体设计方案，将力觉临场感技术应用其中，并完成了系统的整体安装与调试。2.以自行设计的2-DOF机器人遥操作装置为研究对象，从结构形式、操作性能等方面分析具有力觉临场感的机器人遥操作装置的关键技术，为遥操作装置设计提供了一定参考。3.建立了遥操作机器人系统模型，并将其转变为电网络系统进行分析。基于无源性的控制策略，采用散射矩阵的方法，对时延存在情况下的遥操作系统控制策略进行仿真分析。4.设计了基于PID-滑模的主从遥操作系统控制策略，进行了系统的位置和力跟踪特性等仿真研究，实现了较为满意的控制效果。本文研究成果对改善遥操作机器人系统的力觉临场感特性具有借鉴作用。
庄贤雯[9]（2012）在《基于细胞注射机器人的遥操作控制系统的研究与设计》文中研究表明机器人遥操作系统是当前机器人领域中重要的前沿课题和研究热点,它可以拓展人类在太空、深海、核环境等危险情况下的作业能力,代替人类完成危险、恶劣以及极限环境下的作业任务,因而在诸多领域具有广阔的应用前景。随着网络技术的发展,网络作为通信媒介应用到遥操作机器人系统中,摆脱了原来的那种专人专机进行远程控制的状况,这不仅降低了系统的搭建成本,而且大大扩展了遥操作的远程控制距离。本文的遥操作系统是基于细胞注射机器人开发的,旨在探索遥操作技术在细胞注射微操作中的应用。本文主要工作有以下几个方面：（1）介绍了国内外遥操作机器人系统的发展现状和研究热点,对主从式遥操作力反馈控制系统进行动力学建模,并将动力学模型转化为二端口网络模型,对系统性能和稳定性进行了分析。（2）在遥操作系统中研究并使用了临场感技术,包括视觉临场感和力觉临场感。操作者在操作过程中能够观看到实时的远端实验视频,并能通过力反馈控制器实时感受到注射针的受力情况。（3）在使用网络进行通信的遥操作系统中,网络传输时延直接影响到系统的性能和稳定性。本文对遥操作系统的网络时延进行了分析,给出了网络时延计算模型,并在校园网范围内对图像传输产生的传输时延进行了测试。同时为了降低网络时延,提高网络传输效率,在通信实现中使用了UDT协议。UDT协议是基于UDP协议开发的,拥有较高的传输效率,并可保证数据传输的可靠性。（4）对遥操作系统中的各个功能模块进行了具体的实验测试,包括视觉反馈、力觉反馈、主从控制中机器人对主端控制器的位置跟踪等。本文所作的理论分析和实验测试验证了细胞注射机器人遥操作系统设计方案的可行性,为后续更深入的研究打下了基础。
常秋生[10]（2012）在《电液伺服遥操纵六自由度并联机器人控制技术研究》文中提出由于目前技术水平有限，想要研制出全自主工作的智能机器人非常困难，而借助于遥操纵技术，人们就可以在难以靠近、高温、高压、高辐射等极限和未知环境下进行复杂精密的作业。具有力觉和视觉临场感的遥操纵技术能够提供给操作者身临其境的感受，使得操作者能够非常真实地感知到从动侧作用信息，进而提高在极限环境下进行复杂遥操纵作业的效率和准确度，因此对临场感遥操纵系统的伺服控制技术进行研究，具有十分重要的现实意义。本文结合国家自然基金项目“遥操纵多自由度电液伺服并联机械手力反馈控制策略”（项目编号：50975118），以吉林大学工程机器人实验室研制的电液伺服遥操纵六自由度力反馈机械手为研究对象，主要研究工作有：（1）首先研究六自由度并联机械手的运动学与动力学特性，包括位置正反解和动力学模型的推导；其次分析遥操纵系统的组成部分及其子系统的工作原理，推导出各组成部分的传递函数，进而建立电液伺服系统的数学模型。（2）为了使得系统具有较好的静态和动态性能，为电液伺服系统设计出二次型状态反馈控制器，并通过状态观测器实现状态量的完全反馈；为了提高系统对参数变化的适应能力，设计出两种分别基于误差多项式理论以及超稳定理论的模型参考自适应控制器，仿真结果表明控制器的性能较好。（3）为了降低干扰对电液伺服系统造成的影响，研究电液伺服系统抗干扰的两种方法：状态观测器跟踪法和动态鲁棒补偿法。本文使用状态观测器跟踪抗扰方法消除六个液压缸动态特性的差异，又设计出对多种类型的干扰均有较强抑制作用的动态鲁棒补偿器，取得了比较理想的效果。（4）综合分析现有比较常见的双向伺服控制策略的优缺点，并在此基础上引入一种新型多自由度力反馈控制策略，以解决现有控制方法存在的“仅考虑力反馈大小而忽视力反馈方向”以及“多自由度耦合力和位移反馈效果差”问题。为了验证该种新型控制策略的实用性和有效性，对该种新型多自由度力反馈控制策略进行试验研究，实验结果表明该种控制策略性能较好，主-从端机械手的位置跟随精度较高，同时操作者能够获得比较理想的力觉临场感效果。本文详细地研究了电液伺服遥操纵控制技术，进行了并联机械手运动学和动力学分析，设计出了性能较好的控制器，并对新型多自由度力反馈控制策略进行了试验研究，为以后进一步研究遥操纵系统控制技术提供了参考依据。
二、空间力觉临场感遥控作业系统的时延无条件稳定性分析（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、空间力觉临场感遥控作业系统的时延无条件稳定性分析（论文提纲范文）
（1）面向网联人机交互遥操作的触觉通信技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及选题意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 基于控制理论的力反馈遥操作技术 |
| 1.2.2 低延迟力反馈控制信息传输技术 |
| 1.2.3 通信领域信息传输技术 |
| 1.2.4 资源调度研究现状 |
| 1.3 研究所要解决的问题 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 1.5 本研究创新点 |
| 1.6 本文结构安排 |
| 1.7 本章小结 |
| 2 5G网络、触感网及LTE网络 |
| 2.1 5G网络 |
| 2.2 触感网 |
| 2.3 LTE网络 |
| 2.4 网络簇族 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 简单QoE驱动的智能调度算法设计 |
| 3.1 QoE-Delay关系曲线 |
| 3.2 简单的QoE驱动的调度算法设计 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 简单QoE驱动的智能调度算法仿真实验结果 |
| 4.1 仿真实验设置 |
| 4.1.1 关于控制结构的实验设置 |
| 4.1.2 关于通信网络的实验设置 |
| 4.2 实验结果 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 改进的两层结构延时可控的QoE驱动实时流优先的智能调度算法 |
| 5.1 简单调度算法所存在缺陷 |
| 5.2 调度算法缺陷改进措施 |
| 5.3 改进调度算法的具体设计与实现 |
| 5.4 改进的调度器时间复杂度 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 改进的两层结构实时流优先的QoE驱动智能调度算法实验结果 |
| 6.1 仿真实验设置 |
| 6.1.1 关于控制结构的实验设置 |
| 6.1.2 关于通信网络的实验设置 |
| 6.2 实验结果 |
| 6.3 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
| 致谢 |
（2）基于多感知信息的空间机器人环境建模及实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 国内外空间机器人遥操作研究现状 |
| 1.2.1 国外空间机器人遥操作研究现状 |
| 1.2.2 国内空间机器人遥操作研究现状 |
| 1.3 国内外空间机器人环境建模研究现状 |
| 1.3.1 国外空间机器人环境建模研究现状 |
| 1.3.2 国内空间机器人环境建模研究现状 |
| 1.4 论文的研究内容及组织结构 |
| 第二章 多感知信息的空间机器人遥操作系统构建 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 空间机器人遥操作系统总体设计 |
| 2.2.1 遥操作系统主端控制 |
| 2.2.2 遥操作系统从端控制 |
| 2.3 主从机器人运动学分析 |
| 2.3.1 手控器运动学分析 |
| 2.3.2 机械臂运动学分析 |
| 2.4 空间机器人虚拟环境预测软件设计 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 空间机器人的虚拟环境几何学建模及修正 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 预定义环境的虚拟环境几何学建模 |
| 3.2.1 虚拟机械臂几何学建模 |
| 3.2.2 目标物体碰撞检测算法 |
| 3.3 非结构化环境的虚拟环境几何学建模 |
| 3.3.1 视觉传感器点云采集 |
| 3.3.2 点云环境坐标变换 |
| 3.3.3 目标物体信息提取 |
| 3.4 几何学建模修正与触觉点云校准 |
| 3.4.1 几何学修正方法概述 |
| 3.4.2 触觉点云校准 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 空间机器人虚拟环境的动力学建模与应用 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 虚拟环境动力学模型建立 |
| 4.2.1 环境动力学建模概述 |
| 4.2.2 环境动力学模型确定 |
| 4.3 动力学模型参数辨识及修正方法 |
| 4.3.1 CSCM模型参数辨识算法 |
| 4.3.2 自适应遗忘算子最小二乘参数辨识算法 |
| 4.3.3 CSCM模型参数修正方法 |
| 4.4 非结构化环境虚拟力约束研究 |
| 4.4.1 虚拟夹具的生成概述 |
| 4.4.2 引导型虚拟夹具的构建 |
| 4.4.3 禁止区域型虚拟夹具的构建 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 实验研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 几何学建模实验 |
| 5.2.1 几何学建模修正实验 |
| 5.2.2 视触觉点云结合校准实验 |
| 5.3 动力学建模实验 |
| 5.3.1 动力学参数辨识及修正实验 |
| 5.3.2 系统稳定性分析实验 |
| 5.4 虚拟力约束实验 |
| 5.4.1 实验设计 |
| 5.4.2 实验结果与分析 |
| 5.5 不同时延下虚拟环境力跟踪实验 |
| 5.5.1 实验设计 |
| 5.5.2 实验结果与分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 未来研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者在学期间的成果 |
（3）面向空间机器人遥操作的环境建模与人机交互技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景和意义 |
| 1.2 国内外经典空间机器人遥操作系统研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 基于虚拟环境的机器人遥操作系统关键技术研究现状 |
| 1.3.1 虚拟环境几何建模技术研究综述 |
| 1.3.2 环境动力学在线建模研究综述 |
| 1.3.3 虚拟辅助力约束建模研究综述 |
| 1.4 目前存在的主要问题 |
| 1.5 主要研究内容 |
| 第二章 基于虚拟环境的空间机器人遥操作系统的设计分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于虚拟环境的空间机器人遥操作系统设计思想 |
| 2.3 基于虚拟环境的空间机器人遥操作系统总体设计 |
| 2.4 基于异构式手控器的机械臂运动控制分析 |
| 2.4.1 从端机械臂 |
| 2.4.2 机械臂正运动学 |
| 2.4.3 机械臂逆运动学 |
| 2.4.4 主端力反馈手控器运动分析 |
| 2.4.5 基于异构式力反馈手控器的机械臂位姿控制 |
| 2.5 虚拟环境建模基础设计 |
| 2.5.1 虚拟机械臂几何学建模 |
| 2.5.2 预定义环境几何学建模 |
| 2.5.3 虚拟力反馈建模及力空间映射 |
| 2.6 从端感知与控制系统 |
| 2.6.1 感知系统 |
| 2.6.2 从端控制系统 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于RGB-D点云的非结构化环境建模方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于RGB-D点云的虚拟环境建模概述 |
| 3.3 基于RGB-D点云配准的虚拟环境几何建模 |
| 3.3.1 Kinect视觉传感器标定 |
| 3.3.2 RGB-D点云预处理 |
| 3.3.3 基于多坐标系融合的机械臂辅助点云预配准 |
| 3.3.4 基于SURF-表面法向量特征的点云粗配准 |
| 3.3.5 基于H-ICP的点云精配准算法 |
| 3.3.6 点云自适应下采样 |
| 3.3.7 点云配准实验 |
| 3.4 基于RGB-D点云的虚拟力反馈建模 |
| 3.4.1 基于包围球的点云碰撞检测 |
| 3.4.2 点云环境虚拟代理运动估计 |
| 3.4.3 虚拟力反馈计算 |
| 3.4.4 虚拟力反馈建模实验 |
| 3.5 系统实验 |
| 3.5.1 自由运动实验 |
| 3.5.2 碰撞过程实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 可移动作业对象的在线动力学建模与修正 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统概述 |
| 4.2.1 机械臂与环境交互过程分析 |
| 4.2.2 系统架构 |
| 4.3 可移动作业对象动力学模型 |
| 4.3.1 碰撞动力学模型 |
| 4.3.2 改进的Karnopp摩擦模型 |
| 4.3.3 基于持续受力突变的运动状态分割算法 |
| 4.4 多模型参数在线估计方法 |
| 4.4.1 基于遗忘算子的滑动窗最小二乘法的参数辨识 |
| 4.4.2 基于自适应遗忘算子迭代最小二乘法的参数辨识 |
| 4.5 虚拟力建模及模型位置更新 |
| 4.6 基于最小可觉差的动力学模型偏差修正 |
| 4.6.1 最小可觉差 |
| 4.6.2 分状态模型偏差修正方法 |
| 4.7 实验分析 |
| 4.7.1 实验设置 |
| 4.7.2 主从碰撞力跟踪 |
| 4.7.3 主从物体位置跟踪 |
| 4.7.4 系统评估 |
| 4.8 本章小结 |
| 第五章 非结构化环境虚拟力约束动态生成及共享控制研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非结构化环境中虚拟力约束构建方法架构 |
| 5.2.1 传统虚拟夹具定义方法 |
| 5.2.2 基于RGB-D点云的虚拟夹具实时构建框架 |
| 5.3 引导型虚拟力约束构建方法 |
| 5.3.1 传统人工力势场的简介及生成办法 |
| 5.3.2 基于点云的局部隐式表面构建方法 |
| 5.3.3 基于区域预测的局部力势场构建方法 |
| 5.4 禁止区域虚拟力约束构建方法 |
| 5.5 基于多模式力反馈和模糊逻辑的机械臂控制策略 |
| 5.5.1 基于多模式力反馈的机械臂位置映射方法 |
| 5.5.2 基于模糊逻辑的多模式力反馈控制方法 |
| 5.6 实验分析 |
| 5.6.1 实验设置 |
| 5.6.2 引导型虚拟力约束实验评估 |
| 5.6.3 禁止区域虚拟力约束实验评估 |
| 5.6.4 系统实验 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文工作总结 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 未来研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 作者简介 |
（4）主从异构遥操作机械手双向伺服控制策略研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 遥操作技术研究现状 |
| 1.2.1 遥操作技术国外研究现状 |
| 1.2.2 遥操作技术国内研究现状 |
| 1.2.3 力觉临场感概述 |
| 1.2.4 遥操纵系统控制策略研究 |
| 1.3 并联机器人概述 |
| 1.4 章节安排 |
| 第2章 主、从遥操作机器人系统组成 |
| 2.1 主、从遥操作机器人系统工作原理 |
| 2.2 主端机械手系统构成 |
| 2.3 从手端系统构成 |
| 2.4 遥操作双向控制系统 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 遥操作主手及从机械手运动学建模 |
| 3.1 三自由度并联主手自由度分析 |
| 3.2 三自由度并联主手运动学分析 |
| 3.2.1 三自由度并联主手逆解分析 |
| 3.2.2 三自由度并联主手正解分析 |
| 3.2.3 三自由度并联主手正逆解验证 |
| 3.3 从机械手运动学建模 |
| 3.3.1 从机械手运动学正解 |
| 3.3.2 从机械运动学逆解分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 三自由度并联主手参数优化 |
| 4.1 雅可比矩阵推导及奇异位形分析 |
| 4.1.1 奇异位形简介 |
| 4.1.2 并联主手奇异位形推导 |
| 4.1.3 灵巧度分析及性能评价 |
| 4.2 工作空间求解及性能评价 |
| 4.2.1 工作空间求解 |
| 4.2.2 工作空间性能评价 |
| 4.3 三自由度并联主手参数优化 |
| 4.3.1 优化目标的选取及目标函数的建立 |
| 4.3.2 遗传算法简介 |
| 4.3.3 优化结果 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 三自由度并联主手动力学前馈控制 |
| 5.1 动力学基本方程及虚功原理 |
| 5.2 三自由度并联主手动力学求解 |
| 5.2.1 动力学模型简化 |
| 5.2.2 基于虚功原理的动力学模型 |
| 5.3 三自由度并联主手基于动力学的前馈控制 |
| 5.3.1 三自由度并联主手伺服系统模型 |
| 5.3.2 基于参数空间法的PID参数整定 |
| 5.4 三自由度并联主手动力学前馈控制 |
| 5.5 基于动力学前馈控制仿真实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 新型遥操作双向控制策略研究及仿真 |
| 6.1 基于位置空间的力+位置-位置型双向控制策略研究 |
| 6.1.1 位置空间理论 |
| 6.1.2 基于位置空间的力+位置-位置型双向控制策略 |
| 6.1.3 从机械手位置空间推导 |
| 6.1.4 基于位置空间的力+位置-位置型控制策略稳定性分析 |
| 6.2 基于位置空间的力+位置-位置型双向控制策略仿真实验 |
| 6.2.1 从手自由运动情况下仿真分析 |
| 6.2.2 从手受干涉情况下仿真分析 |
| 6.3 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 工作总结 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
（5）双手主从式力反馈遥微操作系统研制与实验研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 遥微操作系统国内外研究现状和综述 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 微操作的末端执行器及相关技术 |
| 1.4 操作手 |
| 1.4.1 串联型操作手 |
| 1.4.2 并联型操作手 |
| 1.5 遥微操作主从双向协调控制 |
| 1.6 本文的研究目的与意义和主要内容 |
| 1.6.1 本文研究目的与意义 |
| 1.6.2 主要研究内容 |
| 第二章 双手主从式遥微操作系统总体方案 |
| 2.1 需求分析 |
| 2.2 双手主从式遥微操作系统构成及工作原理 |
| 2.3 双主手设计方案 |
| 2.3.1 双主手性能要求 |
| 2.3.2 主手结构方案选型 |
| 2.4 从手及其末端执行器设计方案 |
| 2.4.1 双从手设计方案 |
| 2.4.2 末端执行器设计 |
| 2.4.3 驱动方式选择 |
| 2.5 其他附属子系统 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 双主手力反馈手控器结构设计及其优化设计 |
| 3.1 双主手力反馈型主手设计目标要求 |
| 3.2 主左手三自由度平动Delta运动学分析 |
| 3.3 主右手六自由度机构的选择和设计 |
| 3.3.1 六自由度并联机构 |
| 3.3.1.1 位置正解 |
| 3.3.1.2 位置逆解 |
| 3.3.1.3 运动学反解验证 |
| 3.3.2 六自由度复合机构运动学分析 |
| 3.3.3 工作空间比较 |
| 3.3.3.1 并联机构工作空间 |
| 3.3.3.2 复合机构工作空间 |
| 3.3.4 力传递能力比较 |
| 3.3.4.1 并联机构力传递能力 |
| 3.3.4.2 复合机构力传递能力 |
| 3.4 六自由度复合机构的性能指标分析及优化 |
| 3.4.1 性能指标分析 |
| 3.4.1.1 平动机构灵巧度指标 |
| 3.4.1.2 平动机构灵巧度综合评价指标 |
| 3.4.1.3 转动机构灵巧度指标及综合评价指标 |
| 3.4.1.4 六自由度机构灵巧度综合评价指标 |
| 3.4.2 六自由度复合机构的优化 |
| 3.4.3 六自由度复合机构的优化计算 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 串并联结构主右手手控器标定研究 |
| 4.1 主右手机构简介与位置输出误差分析 |
| 4.1.1 主右手机构简介 |
| 4.1.2 主右手位置输出误差分析 |
| 4.1.3 平动机构的误差模型分析 |
| 4.1.4 转动部分误差模型分析 |
| 4.2 手控器标定实验 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 带力传感微夹持器的研制及试验研究 |
| 5.1 带力传感的微夹持器总体设计 |
| 5.2 三维力传感器的结构设计 |
| 5.3 位移放大机构及放大倍数 |
| 5.4 应变梁的优化设计 |
| 5.5 测量原理 |
| 5.6 微夹持器有限元分析 |
| 5.7 微力传感器标定实验 |
| 5.8 本章小结 |
| 第六章 遥微操作系统主从控制的研究 |
| 6.1 双手遥微操作系统 |
| 6.1.1 双手遥微操作系统结构 |
| 6.1.2 右手时延下的系统动力学模型 |
| 6.1.3 右手遥微操作系统稳定性分析 |
| 6.1.4 右手主从双向微操作控制总方案 |
| 6.2 微操作从右手位置控制 |
| 6.2.1 多轴位置控制指令 |
| 6.2.2 基于干扰观测器的滑模控制算法 |
| 6.3 操作主右手力反馈控制 |
| 6.3.1 主右手力反馈控制方案 |
| 6.3.2 从右手反馈力指令的产生 |
| 6.3.4 自适应整定模糊PID控制器 |
| 6.4 算法流程及实现 |
| 6.5 位移跟踪实验 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 双手力觉反馈遥微操作系统试验 |
| 7.1 遥微操作试验目的和实验项目 |
| 7.1.1 试验目的 |
| 7.1.2 试验项目 |
| 7.2 双手带力反馈遥操作系统结构及硬件 |
| 7.2.1 系统结构 |
| 7.2.2 主从遥操作机器人试验系统的硬件 |
| 7.3 系统软件结构 |
| 7.4 主右手异构型主从遥操作系统位置跟踪实验 |
| 7.5 右手异构型主从遥操作系统力觉跟踪实验 |
| 7.6 主从操作细轴对孔实验 |
| 7.6.1 试验平台组成 |
| 7.6.2 实验参数的确定及实验 |
| 7.7 本章小结 |
| 第八章 总结与展望 |
| 8.1 本文工作总结 |
| 8.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
（6）基于力觉与视觉交互的机器人操控技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景 |
| 1.1.1 课题概述 |
| 1.1.2 课题研究的目的及意义 |
| 1.2 机器人力觉/视觉交互操作技术研究综述 |
| 1.2.1 机器人遥操作技术 |
| 1.2.2 机器视觉与虚拟现实 |
| 1.2.3 力觉临场感与虚拟夹具 |
| 1.3 论文主要研究内容 |
| 第二章 机器人动力学建模 |
| 2.1 位置与姿态描述 |
| 2.2 旋量理论 |
| 2.3 刚体运动的旋量表示 |
| 2.3.1 刚体旋转的指数坐标 |
| 2.3.2 三维空间中的刚体运动 |
| 2.3.3 刚体运动的指数坐标和运动旋量 |
| 2.4 机器人运动学 |
| 2.4.1 IRB2400工业机器人及其特性和结构参数 |
| 2.4.2 运动学正解 |
| 2.4.3 运动学逆解 |
| 2.5 机器人雅克比矩阵 |
| 2.5.1 机器人末端速度 |
| 2.6 机器人动力学 |
| 2.6.1 拉格朗日法动力学推导 |
| 2.6.2 三自由度串联机器人的动力学 |
| 2.7 本章小结 |
| 第三章 基于力觉与视觉交互的机器人操控 |
| 3.1 基于点云交互技术的力觉临场感 |
| 3.1.1 点云交互下禁止虚拟夹具的构建 |
| 3.1.2 点云交互下引导虚拟夹具的构建 |
| 3.2 近距离引导阶段基于力传感器数据的力觉临场感 |
| 3.2.1 机器人力控制方法 |
| 3.2.2 三自由度平面机器人阻抗控制 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 视觉/力觉交互设备及其数据处理 |
| 4.1 彩色深度摄像机MIRCROSOFT KINECT |
| 4.1.1 Kinect深度信息获取原理 |
| 4.1.2 Kinect深度相机内部参数标定 |
| 4.1.3 Kinect深度相机外部参数标定 |
| 4.1.4 Kinect深度图像预处理 |
| 4.1.5 Kinect彩色与深度图像配准 |
| 4.2 力反馈操控设备NOVINT FALCON |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 力觉与视觉信息融合的机器人操控技术实验 |
| 5.1 实验系统组成 |
| 5.1.1 硬件组成 |
| 5.1.2 软件组成 |
| 5.1.3 系统架构 |
| 5.2 实验过程与分析 |
| 5.2.1 机器人模型在Open GL环境下的绘制 |
| 5.2.2 Kinect深度相机彩色相机标定与配准 |
| 5.2.3 Kinect深度摄像外参标定 |
| 5.2.4 禁止虚拟夹具辅助下点云交互力觉临场感实验 |
| 5.2.5 力觉视觉信息辅助的机器人模块装配实验 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 论文研究工作总结 |
| 6.2 下一步工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在校期间的研究成果及发表的学术论文情况 |
（7）基于位置—速度控制的电液伺服遥操作机器人力反馈研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.2 遥操作机器人技术及其应用 |
| 1.2.1 遥操作机器人技术 |
| 1.2.2 遥操作机器人技术应用 |
| 1.3 力觉临场感 |
| 1.4 双向伺服控制理论研究 |
| 1.4.1 控制结构概述 |
| 1.4.2 稳定性与透明性概述 |
| 1.5 遥操作系统存在问题 |
| 1.6 本文研究内容 |
| 第2章 临场感遥操作机器人系统组成 |
| 2.1 主从同构式机械手子系统 |
| 2.2 电液伺服控制子系统 |
| 2.3 双向伺服控制子系统 |
| 2.4 遥操作机器人运动学和动力学分析 |
| 2.4.1 遥操作机器人运动学分析 |
| 2.4.2 遥操作机器人动力学分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 电液伺服系统数学模型分析 |
| 3.1 电液伺服系统的构成及特点 |
| 3.2 电液伺服系统建模 |
| 3.2.1 伺服放大器及角速度传感器模型 |
| 3.2.2 电液伺服阀模型 |
| 3.2.3 阀控液压马达模型 |
| 3.3 电液速度伺服系统传递函数求解 |
| 3.4 电液伺服机械手控制系统动态特性研究 |
| 3.4.1 运行参数对系统特性的影响 |
| 3.4.2 系统稳定性分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 电液伺服系统控制器的设计 |
| 4.1 积分分离 PID 控制 |
| 4.2 模糊 PID 控制 |
| 4.2.1 确定模糊 PID 控制器结构 |
| 4.2.2 输入输出变量及隶属度函数 |
| 4.2.3 建立模糊规则 |
| 4.2.4 去模糊化 |
| 4.2.5 模糊控制查询表 |
| 4.2.6 模糊 PID 控制器的仿真 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 基于位置-速度控制的双向伺服力反馈控制算法研究 |
| 5.1 双向伺服控制算法 |
| 5.2 基于位置-速度控制的双向伺服力反馈控制结构 |
| 5.2.1 基于位置-速度控制的双向伺服力反馈控制结构稳定性 |
| 5.2.2 基于位置-速度控制的双向伺服力反馈控制结构透明性 |
| 5.3 基于位置-速度控制的双向伺服力反馈控制算法仿真分析 |
| 5.3.1 变增益力反馈模型仿真分析 |
| 5.3.2 改进变增益力反馈模型仿真分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（8）基于虚拟现实的水下机械手力觉临场感技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 具有力觉临场感的遥操作机器人系统概述 |
| 1.3 操作机器人国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 本文的主要内容 |
| 第二章 具有力觉临场感的遥操作机器人系统总体方案 |
| 2.1 遥操作系统总体概述 |
| 2.2 主从遥操作机器人系统硬件架构 |
| 2.2.1 水下爬行机器人 |
| 2.2.1.1 机械结构 |
| 2.2.1.2 电气元件 |
| 2.2.2 控制柜及遥操作装置 |
| 2.2.2.1 控制柜 |
| 2.2.2.2 遥操作装置 |
| 2.3 主从遥操作机器人系统软件架构 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 具有力觉临场感的遥操作装置结构设计与分析 |
| 3.1 2-DOF 机器人遥操作装置构型及特点 |
| 3.1.1 基本性能要求 |
| 3.1.2 结构设计与工作原理 |
| 3.2 操作杆运动学和动力学分析 |
| 3.2.1 运动学分析 |
| 3.2.2 静力学分析 |
| 3.2.3 动力学分析 |
| 3.3 操作手柄性能评价 |
| 3.3.1 驱动性能 |
| 3.3.2 操作性能 |
| 3.3.2.1 条件数指标 |
| 3.3.2.2 全局灵巧度指标 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 系统稳定性分析与时延问题解决 |
| 4.1 遥操作系统数学模型描述 |
| 4.2 稳定性分析 |
| 4.2.1 遥操作系统无源性与稳定性分析 |
| 4.2.2 二端口网络 |
| 4.2.3 时延遥操作系统稳定性分析 |
| 4.2.4 散射矩阵 |
| 4.3 时延情况分析仿真 |
| 4.3.1 无时延遥操作系统 |
| 4.3.2 有通信时延的遥操作系统 |
| 4.3.3 基于传输线理论的无源控制策略 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 主-从遥操作双向控制策略研究 |
| 5.1 PID-滑模双向控制策略 |
| 5.2 主手 PID 力控制器的设计 |
| 5.2.1 PID 控制原理 |
| 5.2.2 主手 PID 控制律设计 |
| 5.3 从手滑模位置控制器的设计 |
| 5.3.1 滑模控制原理 |
| 5.3.2 从机械手滑模控制律设计 |
| 5.4 主从双向控制系统的设计 |
| 5.4.1 系统描述 |
| 5.4.2 控制律的设计 |
| 5.4.3 仿真结果 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（9）基于细胞注射机器人的遥操作控制系统的研究与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景 |
| 1.2 遥操作机器人概述 |
| 1.2.1 主从式遥操作机器人 |
| 1.2.2 基于网络通信的遥操作系统 |
| 1.2.3 遥操作系统中的临场感技术 |
| 1.2.4 力反馈控制器在遥操作系统中的应用 |
| 1.3 国内外研究现状 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现况 |
| 1.4 本课题研究内容 |
| 第2章 遥操作细胞注射机器人系统的组成 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 系统的硬件组成 |
| 2.2.1 显微视觉子系统主要硬件组成 |
| 2.2.2 细胞注射子系统主要硬件组成 |
| 2.2.3 主端控制子系统硬件组成 |
| 2.3 软件开发 |
| 2.3.1 Visual C++ |
| 2.3.2 OpenCV计算机视觉库 |
| 2.3.3 Labview程序开发环境 |
| 2.4 系统软件界面 |
| 2.4.1 主端控制程序的界面 |
| 2.4.2 从端显微视觉子系统的程序界面 |
| 2.4.3 细胞注射子系统的程序界面 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 遥操作细胞注射机器人系统的设计 |
| 3.1 遥操作系统的概述 |
| 3.2 主从控制 |
| 3.2.1 遥操作控制系统的建立 |
| 3.2.2 遥操作力反馈控制系统的动力学建模 |
| 3.2.3 二端口网络模型的建立 |
| 3.2.4 稳定性分析 |
| 3.2.5 仿真分析 |
| 3.3 视觉反馈 |
| 3.4 力触觉反馈 |
| 3.4.1 Novint Falcon力反馈控制器及编程开发环境 |
| 3.4.2 力触觉交互算法 |
| 3.4.3 力触觉反馈系统的设计 |
| 3.5 图像分析部分 |
| 3.5.1 细胞位置识别 |
| 3.5.2 注射针识别 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 遥操作控制系统的网络通信 |
| 4.1 遥操作控制系统的时延分析 |
| 4.1.1 时延分析 |
| 4.1.2 网络时延模型计算 |
| 4.1.3 网络时延测试 |
| 4.2 UDT Protocol的使用 |
| 4.2.1 UDT协议的特性 |
| 4.2.2 UDT协议的层次架构 |
| 4.2.3 UDT协议的拥塞控制机制 |
| 4.3 网络通信的实现 |
| 4.3.1 实时视觉反馈的通信实现 |
| 4.3.2 力反馈信息的传输 |
| 4.3.3 Falcon控制器位置控制信息的传输 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 遥操作控制系统的实验 |
| 5.1 注射机器人实验系统构成 |
| 5.2 实验图像的传输显示 |
| 5.3 力反馈实验数据分析 |
| 5.4 注射机器人的位置跟踪实验 |
| 5.5 对显微镜的远程控制 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 本文总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 作者简介 |
（10）电液伺服遥操纵六自由度并联机器人控制技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 遥操纵机器人的发展历程 |
| 1.2 力反馈遥操纵系统的应用领域概述 |
| 1.3 国内外研究存在的主要问题 |
| 1.4 本文研究的主要目的和内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 第二章 六自由度并联机器人运动学和动力学研究 |
| 2.1 六自由度并联机械手结构原理 |
| 2.2 机械手坐标系建立 |
| 2.3 六自由度并联机器人运动学分析 |
| 2.3.1 并联机器人位置反解 |
| 2.3.2 并联机器人位置正解 |
| 2.4 并联机器人动力学分析 |
| 2.4.1 并联机器人动力学概述 |
| 2.4.2 并联机器人动力学研究方法 |
| 2.4.3 并联机器人动力学模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 六自由度遥操纵手控器组成 |
| 3.1 六自由度遥操纵手控器概述 |
| 3.2 主-从机械手子系统 |
| 3.3 电液伺服子系统 |
| 3.3.1 液压泵站 |
| 3.3.2 电液伺服阀 |
| 3.4 双向伺服控制系统 |
| 3.4.1 位移伺服控制子系统 |
| 3.4.2 力觉反馈子系统 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 电液伺服系统的数学模型 |
| 4.1 电液伺服系统的组成及分类 |
| 4.2 伺服放大器模型 |
| 4.3 电液伺服阀模型 |
| 4.4 液压缸模型 |
| 4.5 系统开环传递函数 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 电液伺服控制器设计及优化仿真 |
| 5.1 电液伺服系统稳定性判定 |
| 5.2 线性二次型控制 |
| 5.2.1 线性二次型控制的基本理论 |
| 5.2.2 线性二次型控制的工程应用 |
| 5.2.3 状态观测器设计 |
| 5.3 模型参考自适应控制器 |
| 5.3.1 基于误差多项式的模型参考自适应控制器设计 |
| 5.3.2 基于 POPOV 超稳定理论的控制器设计 |
| 5.4 电液伺服系统抗干扰方法研究 |
| 5.4.1 状态观测器跟踪法 |
| 5.4.2 动态鲁棒补偿法 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 新型双向伺服控制策略研究 |
| 6.1 双向伺服控制的类型 |
| 6.2 新型控制策略研究 |
| 6.3 新型控制策略试验研究 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 全文总结 |
| 7.1 论文研究成果 |
| 7.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及科研成果 |
| 致谢 |
四、空间力觉临场感遥控作业系统的时延无条件稳定性分析（论文参考文献）
- [1]面向网联人机交互遥操作的触觉通信技术研究[D]. 刘斯文. 大连理工大学, 2021(01)
- [2]基于多感知信息的空间机器人环境建模及实验研究[D]. 谢桂平. 东南大学, 2020(01)
- [3]面向空间机器人遥操作的环境建模与人机交互技术研究[D]. 倪得晶. 东南大学, 2018(05)
- [4]主从异构遥操作机械手双向伺服控制策略研究[D]. 陈凯文. 吉林大学, 2018(01)
- [5]双手主从式力反馈遥微操作系统研制与实验研究[D]. 虞启凯. 南京航空航天大学, 2017(02)
- [6]基于力觉与视觉交互的机器人操控技术研究[D]. 刘振亚. 南京航空航天大学, 2015(03)
- [7]基于位置—速度控制的电液伺服遥操作机器人力反馈研究[D]. 丛建华. 吉林大学, 2014(09)
- [8]基于虚拟现实的水下机械手力觉临场感技术研究[D]. 王春絮. 河北工业大学, 2014(07)
- [9]基于细胞注射机器人的遥操作控制系统的研究与设计[D]. 庄贤雯. 东北大学, 2012(07)
- [10]电液伺服遥操纵六自由度并联机器人控制技术研究[D]. 常秋生. 吉林大学, 2012(09)