力觉临场感遥控作业虚拟现实系统研究

虚拟现实技术是目前解决力觉临场感遥控作业系统时延问题的一种强有力工具．本文研究了遥控作业虚拟现实系统的构成和实现原理,针对力觉临场感遥控作业系统时延问题提出了一种力觉虚拟现实实现算法,并构造实验系统验证了该算法的有效性．     

力觉临场感遥控作业系统的研究进展

力觉临场感遥控作业系统是一种新型的高级遥控机器人系统，它通过操作者机器人实现带感觉的控制来完成复杂环境下的作业。本文介绍了临场感遥控作业系统的组成和当前对力觉临场感技术研究的同个主要方面及存在的困难，为进一步研究指明了方向。     

力觉临场感系统在时延下新的无源控制算法

通讯时延影响了力觉临场感系统的运行性能和稳定性。本文利用无源Ｎ端口网络的理论，分析了时延对力觉临场感系统的影响，提出了一套评价系统运行性能的计算方法，并以上此为基础，给出了一种新的无源控制算法，既保证了系统的性，又使得系统的运行性能最优。     

力觉临场感遥控作业系统的研究进展

力觉临场感遥控作业系统是一种新型的高级遥控机器人系统，它通过操作者时机器人实现带感党的控制来完成复杂环境下的作业，本文介绍了临场感遥控作业系统的组成和当前对力觉临场感技术研究的几个主要方面及存在的困难，为进一步研究指明了方向。     

力觉临场感遥控作业系统控制结构的透明性研究

临场感技术是虚拟现实中的一项重要内容，本文针对力觉临场感遥控作业系统中几种典型控制结构的透明性，进行了理论分析和实验研究，结果表明力反馈－位置型控制结构具有最佳的透明性。     

虚拟现实力觉临场感系统的动力学建模研究

介绍了虚拟现实力觉临场感系统构成,指出了虚拟现实技术是解决力觉临场感遥控作业系统时延的最有效的方法之一;实现虚拟现实力觉临场感系统的关键是建立精确的虚拟环境模型。提出了分段描述环境动力学特征的观点,并进一步讨论了不同工作区中环境的动力学模型,阐述了环境等效阻抗具有非线性、时变性;同时给出了操作者、主从机械手子系统的动力学模型。该研究将对虚拟现实力觉临场感遥控作业系统的分析、设计和控制具有重要意义。     

力觉临场感系统中的时延环节

利用力觉临场感遥控系统中传输环节的混合参数矩阵，证明了时延对整个系统的影响，描述了２种改善或消除时延影响的方法。针对实际系统进行了分析，得出了增大主操作器阻尼会增加稳定性，而增大从操作器阻尼会增加不稳定性的结论。     

具有力觉临场感主从机器人在遥装配作业中的应用

通过建立一套具有力觉临场感的主从机器人系统。研究了非确定性环境下借助临场感技术实现遥操作的控制理论和设计方法。遥装配作业实验结果表明了控制方案的可行性。     

双边力交互方式下遥控机器人系统的网格模型

基于所建立的工作在双边力交互方式下遥控机器人系统的动力学模型,描述了新的系统二端口网络结构,推导了网络的Ｔ传输矩阵参数,并给出了其物理含义,指出了完全透明传输系统的特点并加以分析。     

力觉临场感系统的小时延稳定性分析

从建立力觉临场感系统的时延动力学方程出发,利用差分微分方程组对力觉临场系统的时延稳定性进行分析,采用李亚普诺夫函数进行讨论,根据从机械手的动态状态自由运动状态及与环境作用状态两种情况分别进行讨论,确定了时延界限,实验结果验了时延界限的正确性。     

时延力觉临场感遥操作机器人系统预测控制研究

通讯时延是造成力觉临场感遥操作机器人系统不稳定和操作性能下降的关键因素，针对时延问题，提出了一种适用于时延力觉临场感遥操作机器人系统的广义预测控制方法，该方法通过预测控制器产成实时的预测力反馈以消除时延的影响．此外，为使该方法应用于遥操作机器人未知环境作业，本采用AUDI辨识算法对环境模型进行辨识．构造实验系统，通过实验验证了该方法的有效性．     

时延力觉临场感遥操作机器人系统预测控制研究

通讯时延是造成力觉临场感遥操作机器人系统不稳定和操作性能下降的关键因素 ,针对时延问题 ,提出了一种适用于时延力觉临场感遥操作机器人系统的广义预测控制方法 ,该方法通过预测控制器产成实时的预测力反馈以消除时延的影响 .此外 ,为使该方法应用于遥操作机器人未知环境作业 ,本文采用AUDI辨识算法对环境模型进行辨识 .构造实验系统 ,通过实验验证了该方法的有效性 .     

主／从式遥控作业机械手的计算机控制研究

介绍了一个自行研制的主／从式遥控作业机械手的两级计算机控制系统，上位机采集主动操作手和控制面板信息，下位机实现从动操作手的液压伺服控制，两者之间采用半双工串行通讯，其距离可达２ｋｍ．与国外同类系统的区别在于，本系统采用的是ＳＴＤ工业总线，软件上还增加了示教／再现与空间直线，圆弧的插值功能，海上试验表明，该系统有良好的操作性能与完善的作业功能。     

受控Petri Net在遥控机器人作业规划中的应用研究

本文采采用受控ＰｅｔｒｉＮｅｔ理论建立了遥控机器人的作业规划模型,并针对作业环境的时变和不确定性引起的二次规划问题提出了解决方法。     

力觉临场感系统在时延下新的无源控制算法

通讯时延影响了力觉临场感系统的运行性能和稳定性。本文利用无源Ｎ端口网络的理论，分析了时延对力觉临场感系统的影响，提出了一套评价系统运行性能的计算方法，并以此为基础，给出了一种新的无源控制算法，既保证了系统的稳定性，又使得系统的运行性能最优。     

主／从式遥控作业机械手的计算机控制研究

介绍了一个自行研制的主／从式遥控作业机械手的两级计算机控制系统，上位机采集主动操作手和控制面板信息，下位机实现从动操作手的液压伺服控制，两者之间采用半双工串行通讯，其距离可达２ｋｍ。与国外同类系统的区别在于，本系统采用的是ＳＴＤ工业总线，软件上还增加了示教／再现与空间直线、圆弧的插值功能。海上试验表明，该系统有良好的操作性能与完善的作业功能。     

遥控式小型插秧机的关键技术研究

本论文针对山地农业机械智能化小型化日益迫切的市场需求,利用现代自动控制技术,在传统插秧机的基础上进行改良,使其人机分离、智能作业,开发适合山地农生使用的遥控式小型插秧机.着力解决智能控制与传统机型的有机结合技术,以及针对山地作业的特点,将现代智能机器人技术应用于传统机械生产中,实现低成本、高智能、轻量型改连.     

遥控水位监测系统研究

本文阐述了山区高水头、引水式电站贮水池水位的检测，水位信号的无线传输以及相应的微机控制过程。     

基于认知和情绪的虚拟现实竞技游戏用户体验研究

为了使用户在虚拟现实竞技游戏中产生更好的用户体验,探讨了用户在游戏中的认知、情绪反应及临场感,并分析了三者之间的相关性。综合采用实验研究、访谈及问卷等方法,在Oculus Quest一体机构建的游戏平台上,使用游戏情绪量表、游戏交互量表、多维存在性量表及依据VACP(visual, Auditory, cognitive and psychomotor)理论设计的问卷,采集了参试者在竞技游戏中的主观感受、认知过程、情绪反应和临场感数据,其中认知和情绪都包括参与和挑战两个维度。结果表明：在虚拟现实(virtual reality, VR)游戏中用户的情绪参与和挑战得分大于认知参与和挑战得分;视觉和听觉通道资源负荷较大;用户的情绪反应与临场感的相关性非常显著。可见,在虚拟现实竞技游戏设计中可以利用临场感和情绪的显著相关关系,加强情绪导向设计,减少认知负荷,使用视觉和听觉的特点营造更加身临其境的氛围引导用户融入其中,产生更好的用户体验。     

小型无人机遥测遥控系统的方法研究

根据无人机的不断发展,介绍了小型无人机遥测遥控系统的概念、组成以及相关的工作原理结构,分析了遥测信息采集、传输、数据处理的方法以及遥控系统数据保护的工作内容,并着重阐述了调制体制、信道编码、差错控制几种关键技术。