雙邊遙操作系統(tǒng)是一種復雜的機器人系統(tǒng)，允許人們在遠程或難以接近的環(huán)境中執(zhí)行任務它們可以應用于各種領域，包括娛樂系統(tǒng)、工業(yè)機械、無人機，甚至由醫(yī)生執(zhí)行的手術，這些醫(yī)生與患者的身體位置不同。使這些系統(tǒng)在成功執(zhí)行任務的同時不那么復雜，是提高遙操作性能和體驗的關鍵因素。
一組國內(nèi)研究人員通過提出一種新的控制算法來解決這一挑戰(zhàn)，并證明了在保持其性能成功的同時降低雙邊遙操作系統(tǒng)的復雜性是可能的。
狀態(tài)收斂是機器人系統(tǒng)雙向遙操作的一種新型控制算法。首先，它在狀態(tài)空間上對遠程操作系統(tǒng)進行建模，并考慮主從系統(tǒng)之間的所有可能交互。其次，它提出了一種簡介的設計程序，該程序需要求解一組方程，以便計算雙邊回路的控制增益。這些設計條件是通過將主從錯誤轉(zhuǎn)換為自治系統(tǒng)并施加遠程操作系統(tǒng)的所需動態(tài)行為而獲得的。結果，以明確定義的方式實現(xiàn)了主狀態(tài)和從狀態(tài)的收斂。
作者于今年9月在ieee和中國自動化協(xié)會聯(lián)合出版的ieee/caa《自動化學報》上發(fā)表了他們的研究結果。
作者將研究重點放在狀態(tài)收斂上，狀態(tài)收斂是一種廣泛應用于遙操作系統(tǒng)建模和系統(tǒng)內(nèi)部交互的算法。本研究能實現(xiàn)狀態(tài)收斂控制器提供的類似收斂行為，通過它，遙操作系統(tǒng)可以以一種自主的方式運行，并在人類操作的“主”設備和“從”設備（執(zhí)行“主”遠程命令的操作的設備或機器人）之間施加所需的動態(tài)行為，同時減少跨通信通道發(fā)送的變量數(shù)量。
因為導致了降低復雜度的狀態(tài)收斂算法，因此其被稱為復合狀態(tài)收斂控制器。為了在不存在通信時延的情況下驗證所提出的方案，在單自由度遙操作系統(tǒng)上執(zhí)行了MATLAB仿真和半實時實驗。這些復合變量和力變量；通過嚴格遵循狀態(tài)收斂的方法，確實有可能以期望的方式實現(xiàn)狀態(tài)的收斂。
與標準狀態(tài)收斂相比，作者采用了一種不太復雜的混合狀態(tài)收斂算法，通過減少主從設備之間的通信信道數(shù)量，仍然達到了預期的效果，即遙操作系統(tǒng)的動態(tài)響應。根據(jù)作者的說法，在以前的研究中還沒有報道過復雜的狀態(tài)收斂方案。
然后，作者在模擬環(huán)境中用一個單自由度系統(tǒng)來測試和證明他們的理論，這個系統(tǒng)能夠完成設計的一種動作作者還進行了對比研究，結果表明該系統(tǒng)具有較好的暫態(tài)性能。
接下來，作者將繼續(xù)測試新系統(tǒng)承受不同條件的能力和潛力，并分析由參數(shù)不確定性得出的結果。這會使得無人機的操作更加簡答快捷，同時能讓無人機有更多的拓展空間。
