机械臂系统的网络远程控制研究与实现论文_郑嘉丽

机械臂系统的网络远程控制研究与实现论文_郑嘉丽

摘要:随着现代信息技术的高度发展,基于信息技术基础上的远程控制技术得到了非常迅猛的发展,并在社会上的众多领域得到了较为广泛的应用。机械臂系统的网络远程控制就是一种现代化的机械控制技术,其能够实现对机械臂进行紧密远程控制的需求。文章主要研究机械臂系统的网络远程控制研究与实现。

关键词:机械臂系统;远程控制技术;网络控制技术

引言:所谓的网络远程控制技术,就是综合了网络信息技术、信息通信技术、控制技术发展而来的现代化远程自动化控制技术类型。这一技术的发展,具有非常突出的理论价值以及实践研究意义。机械臂系统是一个非常复杂的机械结构,网络远程控制技术的发展,能够实现对这一机械系统的远程精细化控制。

1机械臂系统网络远程控制的研究

1.1延时问题研究

在网络远程控制系统之中,延时问题是关系系统实现的关键性技术内容。对此,必须要落实以下几个方面的实际问题:首先,网络具有其本身的共享性以及开放性,因此,控制系统的安全性问题就显得尤为必要[1]。对此,必须要进行防火墙的加装,并落实严谨的加密设计以及身份认证。其次,远程控制的过程大部分都是对一些较为短小的状态信息或者控制命令进行进行传输。但网络传输为了保证大量数据传输的便捷性普遍应用数据包。对此,必须要解决较小的数据信息在大容量数据包中传递的问题。再次,大部分应用型网络都会将信息传输的速度以准确性放在核心位置上。而远程控制需要较强的实时性能。对此,必须要对网络的实时性能进行切实的优化。

1.2节点驱动方式研究

要对网络远程控制系统进行研究,首先以要进行建模,以此展开对系统的深入研究。而网络节点的驱动性与网络传输的延时性就是这一模型之中的两个重点要素。而在这一模型之中,网络节点的驱动方式必然会对网络延时造成一定的影响。对此,要想实现对机械臂系统的远程控制,就必须要明确节点驱动与网络延迟之间的关系。

1.3系统的确定性研究

在网络远程控制系统之中,网络传输的延时是一个动态的概念,其是随着时间的变化而变化的。对此,就可以将系统的整体看做是一个随机系统。进而,就可以应用随机最优控制法对具有时延性的网络远程控制系统进行模型的描述。但是,随机最优控制法强调网络时延应该对某一确定分布进行服从。反言之,当网络时延不在对某一确定分布进行服从时,随机控制法也就不在适用。对此,必须要有机的引入一个接受缓冲区的概念,把随机变化的时延转变为相对固定的时延。

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2机械臂系统网络远程控制的实现方式

2.1软件的实现

要想在软件方面实现网络远程控制,必须要保证远程控制计算机以及本地控制计算机都能够进行网络连接。并且,保证二者可以通过本地计算机网络实现传输模块在控制程序之中的嵌入,以此对网络远程控制软件平台进行搭建。具体来说,通过网络传输技术模块,能够将控制质量以数据的形式通过网络协议传输到远程控制计算机之中。而远程控制计算机就可以通过网络协议将控制指令转化为本地字节,并向控制程序递交控制指令,以此完成对制定控制对象的控制。此外,远程计算机还要对控制对象的实时状态进行有机的监控,一方面,要将其提交给控制程序,以实现闭环操作。另一方面,其必须要通过网络提交给本地计算机,为操作者提供远程监督服务。

与硬件实现方式相比较,网络实现方式具有移植性强、使用范围广泛、可控制性好的特点,其可以针对不同的控制对象,落实不同的控制策略。并且,这一实现方式不需要对传输模块进行较大的修改调整就能够实现对相应运动控制平台的嵌入[2]。同时,通过本地控制平台,能够非常便捷的对网络模块的传输程序进行有机的修改,以此不断适应新的控制需求,达到更加良好的控制效果。但是,其也存在着一定的局限性。一方面,其在对控制指令的执行效率方面较硬件实现方式弱。并且,其对控制指令的处理对计算机具有较大的依赖性。

2.2硬件的实现

与软件方式相比较,硬件实现,就是综合性的将网络控制以及传输模块、网络控制卡通过一种集成化的方式落实在运动控制板之上。并且,将已经固定的网络控制算法也储存在运动控制板的影响固件之中。如此,在对远程的机械臂系统进行控制时,就可以通过网络发出远程控制指令。指令直接传输到控制板之中,经过控制板中固定算法的计算,转化为本地控制指令,进而通过控制模块实现对指定控制对象的控制。

硬件实现方式与软件实现方式相比,其对控制指令的执行速度较快,且控制动作的可靠性相对较高。并且,其对计算机的依赖性相对较小,在产品化的应用过程中具有比较广泛的适用性。但是,这一实现方式对控制板上的网络控制算法具有一定的要求。要想实现准确的控制,就必须要实现其相对控制对象性能的足够成熟。此外,由于其是硬件的实现方式,因此其可移植性与软件实现方式相比相对较差。同时,其不可以像软件实现方式一样对传输模块进行灵活的调整。再者,从实现成本方面进行考量,软件实现方式能够有机的实现对多种不同控制目标的控制,成本相对较低。而硬件方式由于受控制板的限制,不具备应用的灵活性,同时,从制造价格方面考量,其成本也较软件实现方式大。对此,在进行网络远程控制实现方式的选择时,应该集合具体的应用对象以及应用需求,进行全面的综合性考量。

结束语:综上所述,网络远程控制技术在机械臂控制中的发展,具有非常突出的理论研究意义以及实践价值。对此,应该落实远程控制技术的多方面研究,促进机械臂系统网络远程控制的切实实现。

参考文献

[1]陈宏展.机械臂网络远程控制平台软件设计与实现[J].现代科技信息,2015,12(12):215-216.

[2]余英.基于网络机械臂远程控制系统延时补偿的研究与实现[J].中国科技前沿,2016,23(04):22-28.

论文作者:郑嘉丽

论文发表刊物:《科技中国》2018年3期

论文发表时间:2018/8/6

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