5。1  基于网络通信的系统仿真 46

5。2  改变输入力矩形式后基于网络通信的仿真 48

5。3  本章小结 54

结论 55

致谢 56

参 考 文 献 57

1  绪论

1。1  研究背景及意义

1。1。1  遥操作系统概述

典型的遥操作系统由人类操作员、主机器人、通信通道、和远程操作环境组成。遥操作系统可以将人类的感知能力和操作能力扩展到远程环境中。遥操作系统通过人类操作员对主端机器人施加相应的操作，通过通信网络或无线电波等传输介质将对应的操作指示传输给从端机器人，此时从端机器人接收相应的指示或命令，按照相应的指示在某些特殊的环境工作。与此同时，从系统也会将自身的工作状态反馈至主端，操作者接收到相应反馈信息后就可以作出对应指示。在遥操作系统中，通过电信通道，交换了在本地和远程站点之间的主从机器人的运动和人类和主从机器人和环境之间的相互作用力。若只有主系统信息传送到从站点则为单边遥操作系统，若还存在从站点到主站点的信息传送，则为双边遥操作系统。

在综合运用现有技术，充分融合新生科学技术，尤其是计算机网络技术和机器人技术的基础上，产生了基于网络的遥操作科学（简称遥科学）[1]。基于网络通信的双边遥操作系统不用专人专机，能够很大程度上降低成本，极大地扩大了遥操作距离，能访问任意节点，便于实现远程化管理，更有利于推进机器人技术的发展。基于Internet技术的网络机器人控制系统，为任何想了解机器人的人们提供了一种最廉价、最实用的操作平台[2]。随着网络技术的快速发展，现在有很多人致力于研究如何将网络技术引入遥操作系统中，将网络作为遥操作系统的通讯环节来增加系统的开放性和灵活性。另外，网络遥操作技术还带有公众性、分布性与设备共享等新特点，近年来受到学者们的广泛关注[1]。与传统机器人系统相比基于网络的遥操作系统跨越了地域和空间，并且可以与主端交互，还可以实现分布式协同，且易于维护系统性能可靠。

1。1。2  遥操作系统研究目的与意义

遥操作技术结合了相应的控制理论，机器人动力学等理论以及通信技术，在机器人方面发展迅速。研究开发危险环境下的遥操作系统特别是基于网络的遥操作系统更能促进科学技术的发展和改善人们的生活及工作环境。计算机、机器人和Internet通信网络的结合将会产生巨大的威力，会给现代企业和社会带来性的变革[2]。利用遥操作技术的机器人实现对远程被控对象的操作主要利用遥信、遥现、遥操作和虚拟现实等技术实现。遥操作机器人能够感知外部环境、远程操控目标、与外部保持通信和能作出相应决策。它能适用于各种各样的场所，比如深海、太空、核电站、甚至是人体体内。如今随着科学技术的飞速发展，尤其是各国对航天与深海的技术开发，遥操作机器人系统在众多领域有着极为重要的作用。主要体现在以下几个方面：

1。 民用领域：例如喷漆容易引发火灾，同时对身体健康有害，因此，可以使用喷漆作业的机器人，且其另一个优点是涂层比人工喷涂的更加均匀，北卡罗莱纳大学开发的机器人桥梁维护系统，可以对桥梁实施除锈、喷漆作业[3]。还有家用电器领域，如智能清洗机器人[5]。论文网