王健[1]2004年在《基于因特网的伺服系统远程控制研究》文中指出将因特网引入控制系统，打破了控制信息进行传递、交换和比较时在时间和空间距离上的限制，从而构筑真正意义上的远程控制系统，逐步实现任何人在任何时间对位于任何地点的设备进行自动控制。本文以数字伺服系统为研究对象，组成了基于因特网的远程控制系统，从理论上和实现方法上对基于因特网的远程控制进行了较系统的研究。 本文的主要工作如下： (1)分析了基于因特网的远程控制系统的组成和框架，分析了网络延迟时间的组成，分析了影响基于因特网的远程控制系统实时性的因素及其解决方案。 (2)分析了远程控制中前向通道和反馈通道存在信息传递延时造成系统不稳定的主要原因。根据相位补偿的原理，提出了动态特性补偿器的方法，通过仿真实验证实了补偿的有效性。 (3)完成了网络远程控制系统的半实物仿真软件的设计，解决了软件编写中VC++和MATLAB数据交互等问题，并通过仿真实验验证了半实物仿真软件的有效件。
杨凯[2]2009年在《数字伺服系统及其网络远程控制研究》文中进行了进一步梳理高性能全数字化伺服系统在高速、高精度运动控制领域的应用愈来愈广泛,是当前研究的热点之一,随着伺服系统应用领域的不断扩大,研究伺服系统的远程控制也显得很有必要。本文根据项目要求研制了一套高性能数字伺服系统,并实现了其远程控制。首先参照伺服系统和远程控制系统基本结构并结合功能需求,设计了数字伺服系统的总体结构,完成了主要功能部件的选型和设计,分析并确定了系统的通信模式和控制方式。完成了数字伺服系统的软硬件设计及调试,并采用C/S模式实现了伺服系统远程控制,最后通过实验和测试检验了伺服系统的性能。本文的主要工作和创新点如下:基于系统的功能需求分析,硬件方面设计了伺服控制器,伺服控制器以DSP芯片TMS320LF2407A为核心处理器,以旋转变压器为位置检测元件,实现位置检测、上位机通信、模数转换和驱动器保护等功能。软件方面设计了DSP控制软件和上位机监控软件。DSP控制软件主要完成信息处理和控制算法,实现了粗精组合算法的设计并对分区PID算法作了改进,提高了伺服系统的性能。为了方便调试和实验,设计了上位机监控软件,上位机监控软件集成通信功能,完成与远程控制端软件的通信。分析了基于网络的远程控制不确定因素,重点研究了网络时延,通过理论研究和仿真分析的方法研究了时延对网络远程控制系统性能的影响,讨论了网络远程控制的关键问题,给出了一定的解决方法,并完成了远程控制客户端软件的设计。最后完成了系统集成,通过本地和远程两种方式实现了对伺服系统性能的测试。该系统已投入运行,结果表明设计方案和控制策略是合理的。
李诗雨[3]2013年在《基于CompactRIO的远程雷达伺服控制系统的研究》文中认为雷达在军用和民用领域都有着广泛的应用,雷达的技术水平对于我国的国防能力、自然灾害预判能力和通信能力都有着极为重大的影响。雷达伺服系统是整个雷达系统中的关键环节,其性能关系着被测目标能否被准确地追踪,因此提高雷达伺服系统的性能以及对它的运行状况进行监控十分必要。然而,考虑到雷达所应用的环境多为地理位置偏远或自然环境恶劣的地区,在现场对其运行状况进行实时监控十分不便,因此实现雷达伺服系统的远程监控就有着重要的研究意义。为实现对现有雷达伺服系统性能的优化及对其远程监控方法的改进,本文充分利用虚拟仪器的优势,设计并实现了一种以位置控制为最终控制目标、以因特网为远程通信介质、以步进电动机和无刷直流电动机为驱动元件的高性能远程雷达伺服控制系统。伺服系统的核心控制器是以LabVIEW作为开发平台的CompactRIO。为了达到任务分配的最优化,本文使用CompactRIO不同的开发架构和开发模式来完成系统不同部分的功能。由于雷达伺服系统的核心控制内容是位置控制,为保证位置反馈信号准确性,本文选用绝对值式光电编码器作为位置和速度信号的检测元件。本文着重设计了改进专家PID位置控制算法和S形曲线加减速控制算法以改善伺服控制系统的性能,可以有效抑制动态过程中的系统超调现象和振荡现象。本文完成的工作包括：系统驱动控制部分、系统保护部分、反馈信号检测部分的硬件电路的设计和制作以及LabVIEW程序编写；使用LabVIEW程序的编写了系统的位置控制器和速度控制器；还完成了基于TCP/IP的系统远程监控部分的设计,该部分利用LabVIEW的TCP和UDP网络通信功能,实现了控制指令数据报和实时状态数据报在远程控制端和现场控制端之间的远程传输,此外,还设计了数据报的“打包”和“解包”方法。最后,完成了系统的软硬件集成。本文设计的雷达伺服系统能够实现本地控制和远程控制,具有很高的稳态精度和较短的动态响应时间,并且位置控制的超调量趋近于零,本文的设计有效优化了雷达伺服系统的性能。
李晓明[4]2004年在《基于外骨骼技术的机器人远程控制》文中研究表明机器人遥操作系统是典型的人机一体化系统，其能力的发挥最终取决于人(操作者)和机(机器人)之间的配合程度。传统的遥操作系统其人机交互设备通常是键盘、操纵杆等，这些设备通常只能进行简单的动作示教，或对机器人关节或者末端执行器进行单个或少数几个自由度的孤立控制。当被控机器人具有较多的自由度时，遥控其完成一些复杂的工作即使对较为熟练的操作者而言也是很困难的。究其原因，是由于这些设备造成了人机间信息耦合带宽较低，或者说这些设备的信息耦合能力较差造成的。有一类可穿戴的机器人(或机构)则可以解决该矛盾，这就是外骨骼机器人，简称外骨骼。其优势在于能够极大的扩展人与机器人之间的信息(主要是运动学信息)流通通道，使得操作者可以利用人的肢体运动的多个自由度同时控制机器人的多自由度。本文的主要工作是对基于外骨骼的遥操作系统及其相关技术进行了探索性研究。 机器人遥操作系统的本质是人机之间，以及机器设备之间的协同，合作，而Internet技术代表的是开放，分布式和互联。在Internet时代，如何构造更好的遥操作软件平台以适应遥操作系统主客体日益发展变化的性能对于遥操作系统体系结构的研究至关重要。因此，本论文抛弃了传统的基于B／S或者C／S模式的系统架构，而采用目前比较先进的对等网技术实了一种基于P2P分布式网络模型的模块化可重用的遥操作系统框架。该框架以资源的动态发现为基础，以XML作为模块和资源的本体描述方法，以事件和管道作为子系统间底层通讯平台，实现了模块间以及各个子系统之间的协调工作，从而使得整个远程控制系统能够平稳运行在一个动态的、协同的、并行的、有实时控制要求的环境中。 外骨骼以其卓越的人机信息耦合能力，成为实现该遥操作系统的关键，而难点在于其机构的设计。在分析现有的外骨骼机构形式和特点后，本文提出了采用“并联叁自由度机构”+“四连杆机构”+“并联叁自由度机构”来实现外骨骼的“肩”、“肘”和“腕”等关节，以气缸为驱动元件的设计方案。相比其他外骨骼，该机构具有重量轻，可穿戴性强，操作灵活等优点。本文在分析并联叁自由度机构的数学模型的基础之上建立了其运动学正、逆解方程及其雅克比矩阵计算公式，并利用这些方程和公式计算出了摘要并联机构的工作空间和灵活工作空间。通过分析并联机构主要机构参数及运动副限制条件与机构运动空间和机构运动灵活性之间的关系，得到了设计并联机构的几个原则，并在此原则的指导下，设计加工出了气动手臂外骨骼的原型机。 以Internet为信息谋介的遥操作系统中，由于网络数据传输存在的不稳定时延对控制系统的稳定性影响很大。为了在根本上解决系统稳定性的问题，本文采用了基于非时间参量的控制和协调方法，并对其进行了拓展，发展出了一种基于非时间参量的“混合”控制系统和结构并利用该方法成功的实现了对远程机器人的实时控制。该方法还具有的优点包括其控制算法设计的独立性、系统的可扩展性和适应性。通过简单的扩展就可以将该控制方法和模型应用到远程机器人的双向控制中去。 由于外骨骼信息藕合的双向性，双向控制是带有反馈的遥操作系统的基本控制结构，其通常是以<速度、力>的形式进行藕合的。然而对于遥操作系统而言，由于网络中的不稳定时延，采用力反馈极易导致系统的不稳定以及反馈效果变差。本文提出了以位置反馈取代力反馈，提高了系统的稳定性和良好的反馈效果，而外骨骼位置闭环控制的实现以及外骨骼与人体力搞合的本质特性使得操作者仍然可以通过施加力来控制远程机械手，保证了操作过程的真实感和控制效果。而且该本文提出的双向控制模型把人这一控制系统中最不稳定的因素从被控对象转变成了施控主体，无需建立复杂的人体控制模型，简化了控制系统的设计。此外，本文将基于非时间参量的混合控制模型进行了推广，使之能够适用于遥操作系统的双向控制，并着重对外骨骼机器人的控制进行了研究，包括气缸执行元件的建模，外骨骼动力学建模，利用线性化技术对外骨骼的非线性模型进行线性化处理等。 最后，本论文对外骨骼遥操作系统进行了系统综合和实验研究，建立了外骨骼遥操作系统的软硬件平台，并建立了单自由度的外骨骼遥操作双向控制实验系统并进行了双向控制实验。本文对实验结果进行了分析，证实了本文提出了双向控制模型的可行性、遥操作理论的正确性。关键词:外骨骼，遥操作，对等网，PZP，并联机器人，3一RPS，基于非时间参量的，混合控制模型，双向控制，气动伺服系统，时变时延，人机藕合，人机一体化第11页，共133页
齐海龙[5]2005年在《基于因特网的远程控制中关键问题的研究》文中指出随着网络技术的不断发展,Internet 技术已经渗透到日常生活和工业生产的各个领域,这使得利用 Internet 进行远程控制成为可能。现在,基于因特网的远程控制已经成为研究的热门。本文首先详细研究分析了基于因特网的远程控制系统中存在的一些关键问题,研究了网络中信息传输的不确定延迟的基本规律。在此基础上,将远程控制系统进行了合理的转化,利用 H ∞控制理论,设计了一个不确定延迟补偿控制器,该控制器较好的解决了远程控制系统中的不确定延迟问题。为了进一步提高控制器的效果,本文运用遗传算法对 H ∞控制器的参数进行了进一步的优化设计,较好的提高了控制器的性能;同时,对基本遗传算法中的待寻优参数的选择范围进行了研究,提出遗传算法的二次优化算法,该方法可以很好的提高遗传算法的搜索寻优效果。最后,设计了一个远程控制系统的仿真软件,利用 MATLAB 和 VC 接口技术,将 Internet 网络和数字仿真系统结合了起来,为远程控制系统中控制算法的仿真试验研究提供了很好的工具。
黄杰, 吴平东, 王晓峰, 任长清, 陈之龙[6]2004年在《基于因特网的远程控制系统的基础研究》文中认为在基于因特网的远程控制系统中 ,由于网络信息传输的时延及其不确定性会降低控制系统的性能 ,甚至使系统无法控制。文中提出一种新的动态补偿器的结构 ,通过实时检测网络时延 ,由补偿器中的变结构调节器对系统的动态特性进行补偿 ,避免了预报精度对补偿的影响 ,改善了采用因特网的远程控制系统的控制性能。指出了下一步的研究方向
王晓峰, 吴平东, 黄杰, 陈之龙, 马树元[7]2004年在《基于因特网的液压系统远程控制的基础研究》文中指出本文以液压系统为被控对象 ,对在因特网环境下的远程控制系统提出了具有挑战性的研究。仿真及实验结果表明 ,采用适当的补偿器结构和时延预测算法可以比较好地解决因特网在传递控制信息时的时延及时延的不确定性对液压远程控制系统的影响 ,使采用因特网的机械运动的远程控制成为可能。本文还提出了实现这种远程控制时需要对远程端采样信息进行适当的处理 ;为保证在相同的网络条件下进行实验研究 ,需要构筑能对因特网网络时延及时延的不确定性进行再现的因特网远程控制实验系统
周家骐[8]2008年在《基于因特网的无刷直流电动机伺服控制系统的研究》文中研究说明无刷直流电动机用电子换相代替机械换向,克服了传统直流电动机由于电刷摩擦而产生的一系列问题,具有体积小、重量轻、效率高、惯量小和控制精度高等优点,因此,对无刷直流电动机伺服器的研究成了运动控制领域的热点。近年来,随着因特网的迅速发展,人们开始考虑将无刷直流电动机接入因特网,实现远程控制,以摆脱常规控制器在空间上的局限性。但是远程网络数据传输会带来时延和数据包丢失等问题,这就增加了无刷直流电动机伺服控制系统的设计难度。针对上述问题,本文对基于因特网的无刷直流电动机伺服控制系统的设计进行了研究。论文首先在深入研究无刷直流电动机伺服技术的特点及发展,以及网络控制的现状和发展前景的基础上,具体探讨了以因特网为网络媒介的伺服控制系统的时延特性,并在一定条件下建立了简化的网络时延模型。进而在研究无刷直流电动机的数学模型的基础上,利用MATLAB6.5构建了带网络时延的无刷直流电动机控制系统的仿真模型。接着对基于因特网的无刷直流电动机的控制系统的实现进行了研究。针对所选用的电动机内置位置霍尔传感器的特点设计了位置检测电路。对于电动机的转速控制,根据网络时延的特性,针对常规PID调节法的不足,设计了基于模糊控制理论的模糊PI控制算法,使控制系统既有模糊控制灵活而适应性强的特点,又具有PI控制精度高的优点。硬件部分采用TI公司型号为TMS320LF2407的DSP(Digital Signal Processor)作为主控芯片,首先对总体框架进行了设计,接着又对几个主要模块的实现进行了精心设计。软件部分采用模块化设计思想,主要包括PWM波形的发生、换向控制、转速信号的计算、模糊控制响应表的建立以及上位机监控软件等几部分的设计。最后,根据实际条件,把实际网络环境和软件仿真结合起来,搭建了仿真实验平台,并进行了仿真实验。仿真结果表明,控制系统的快速性、超调量、精度、可靠性、抗干扰性等性能指标均达到预期目标。
王景国[9]2006年在《数字交流伺服系统远程网络监控系统设计与实现》文中提出当前，工业过程控制多数是基于现场总线技术的，控制范围限于一个车间或一个工厂(一般不超过几公里)。而在某些特殊场合要求控制作用的范围更广，比如无人值守火炮控制平台、无人值守电站等，要求现场不能有人的参与，这就必须采用基于网络的远程控制技术。计算机技术和网络技术的发展，正为工业系统的远程控制提供了技术保障。 基于上述理由，本文以无人值守火炮远程控制为背景，重点研究了以现代数字交流伺服系统为控制对象的远程控制技术，并用半实物仿真的方法实现了基于Internet的远程网络监控系统。 本文首先分析了远程网络监控系统的基本原理，在此基础上，深入研究了远程网络数字交流伺服控制系统的系统组成和控制方式，并提出了C／S模式解决方案；从系统的高度设计了软件总体架构，以及网络通讯模块、控制算法模块、被控对象模块等核心功能部件；详细讨论了系统实现所运用的各项关键技术，如网络通讯、Windows NT／2000下的实时控制、数据信息的加密保护以及数据缓存等。最后，该系统已成功实现了网络远程监控的各项功能，并在局域网上验证通过。从调试结果来看，控制精度满足既定要求，充分证明了系统的有效性。
曾远立[10]2008年在《基于Internet网络诱导滞后的扳手劲竞赛控制系统研究》文中提出在传统控制系统中引入Internet,将Internet作为数据传输介质,是基于现场总线的控制方式在控制理念上的延伸和发展,是目前自动控制理论研究的重点,是今后控制技术重要的发展方向。基于Internet的远程控制构筑了真正意义上的远程控制系统,逐步实现任何人在任何时间对位于任何地点的设备进行自动控制。该技术是自动控制理论与计算机及网络技术的融合、是一门交叉学科的应用技术。本文以网络技术在控制系统设计中的实际应用为出发点,探讨了网络控制系统设计思想,设计并开发了基于Internet扳手劲竞赛控制系统(Arm WrestlingContest Control System,AWCCS)实验平台,从理论上和实现方法上对基于Internet的远程控制进行了较系统的研究。本课题的研究是针对基于Internet的控制系统中存在着网络诱导产生的滞后问题展开。指出由Internet产生滞后时延,是导致被控系统不稳定主要原因,进一步分析了Internet网络产生时延滞后的原因和时延组成,并基于ICMP协议对网络时延进行测量,分析了时延的分布特征。既然网络诱导滞后是不可避免的,本文提出了采用补偿器的方法解决滞后导致的性能恶化问题,提高控制系统的动态响应性能。由于网络诱导时延是不确定的,随机的,决定了补偿器模型不能是一成不变,为了提高补偿精度,在补偿器的基础上提出了一个改进补偿方案——在线时延预测补偿,采用加权时延预测算法在线预测网络时延,该方法可以提高控制系统的整体性能。为了更进一步的验证和完善控制算法,本课题设计了一个实际的基于Internet网络的控制平台——基于Internet扳手劲竞赛控制系统实验平台。文章在给定的硬件系统基础上,通过理论推导和提炼,得出了系统的控制结构图,指出这一系统是一个典型的网络滞后系统,则在线补偿的方法适用于本控制系统。本文进一步给出了被控对象的数学模型和参数。本文通过TrueTime软件仿真平台,对处于网络环境的控制系统进行仿真,通过仿真得出补偿算法的有效性。
参考文献：
[1]. 基于因特网的伺服系统远程控制研究[D]. 王健. 南京理工大学. 2004
[2]. 数字伺服系统及其网络远程控制研究[D]. 杨凯. 南京理工大学. 2009
[3]. 基于CompactRIO的远程雷达伺服控制系统的研究[D]. 李诗雨. 大连理工大学. 2013
[4]. 基于外骨骼技术的机器人远程控制[D]. 李晓明. 浙江大学. 2004
[5]. 基于因特网的远程控制中关键问题的研究[D]. 齐海龙. 南京航空航天大学. 2005
[6]. 基于因特网的远程控制系统的基础研究[J]. 黄杰, 吴平东, 王晓峰, 任长清, 陈之龙. 自动化仪表. 2004
[7]. 基于因特网的液压系统远程控制的基础研究[J]. 王晓峰, 吴平东, 黄杰, 陈之龙, 马树元. 兵工学报. 2004
[8]. 基于因特网的无刷直流电动机伺服控制系统的研究[D]. 周家骐. 武汉理工大学. 2008
[9]. 数字交流伺服系统远程网络监控系统设计与实现[D]. 王景国. 南京理工大学. 2006
[10]. 基于Internet网络诱导滞后的扳手劲竞赛控制系统研究[D]. 曾远立. 广东工业大学. 2008
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