基于虚拟力反馈的机器人遥操作控制理论与方法研究

机器人遥操作系统可协助操作者完成危险环境下或人类难以接近环境中的复杂作业任务，具有广阔的应用前景。本项目研究针对大时延和时变时延对机器人遥操作控制系统稳定性和操作透明性的负面影响，通过构建和维护一个高保真的虚拟预测环境，使得操作者实时地操纵虚拟机器人同虚拟环境交互作用，等效于操作者时延地操纵远地真实的从端机器人同环境的交互作用；同时研究发展既保证系统稳定性又能保障系统良好操作透明性的机器人遥操作控制理论与方法，重点解决基于虚拟力觉反馈的机器人遥操作控制共性基础理论、包括柔性体在内的任意物体间基于物理属性的虚拟力觉计算、稳定性虚拟交互控制、虚拟模型自校正和对虚拟建模误差具有鲁棒性的自适应控制算法等核心问题，并在此基础上给出机器人遥操作控制系统一般分析与设计方法和解决方案，为机器人遥操作系统的应用发展奠定必要的理论和技术基础。