罗静;杨晨光;王宁;王敏 使用混合控制和虚拟夹具增强遥操作性能。 （英语） Zbl 1482.93427号 国际期刊系统。科学。，普林克。申请。系统。集成。 50，第3号，451-462（2019）. 摘要：为了发展安全、自然和有效的遥操作，对奴隶的感知对于人类操作员与环境的交互起着关键作用。通过感知从机信息，操作者可以在人机交互过程中选择正确的操作。本文提出了一种基于混合控制和虚拟夹具方法的遥操作机器人集成方案。操作员可以通过表面肌电信号感知从机交互情况并调整主设备。该混合控制方法将比例导数控制和变刚度控制相结合，同时涉及肌肉的激活。为了提高遥操作系统的控制性能，建议定量分析操作者的控制需求。此外，由于操作人员操作不熟练和肌肉生理颤动，开发了虚拟夹具方法，以确保操作的准确性，并降低操作人员的操作压力。实验结果证明了该方法对遥控机器人的有效性。 MSC公司： 93C85号 控制理论中的自动化系统（机器人等） 93立方 由微分方程以外的函数关系控制的控制/观测系统（例如混合系统和开关系统） 关键词：遥控机器人;可变刚度;肌肉激活;混合控制;虚拟夹具 PDF格式BibTeX公司 XML格式引用 \textit｛J.Luo｝等人，Int.J.Syst。科学。，普林克。申请。系统。集成。50，第3号，451--462（2019；Zbl 1482.93427） 全文： 内政部 链接 参考文献： [1] Ajoudani，A.、Tsagarakis，N.G.和Bicchi，A.（2011年A）。远程阻抗：在远程操作机器人中测量和复制人体手臂阻抗的初步结果。IEEE机器人和仿生学国际会议（ROBIO），泰国普吉岛（第216-222页）。 [2] Ajoudani，A.、Tsagarakis，N.G.和Bicchi，A.（2011年b）。基于远距阻抗的遥操作：井下实验结果。IEEE机器人与仿生国际会议（ROBIO），泰国普吉岛（第2239-2240页）。 [3] Artemiadis，P.K。；Kyriakopoulos，K.J.，基于EMG的机器人手臂控制的切换机制模型，IEEE系统、人与控制论汇刊，B部分（控制论），41，1，53-63（2011）·doi:10.1109/TSMCB.2010.2045120 [4] Asanka Perera，G.V.A.G.、Harsha，A.M.和Abeykoon，S.（2014）。回顾双边遥操作，包括力、位置、功率和阻抗缩放。第七届信息和自动化促进可持续发展国际会议，斯里兰卡科伦坡（第1-7页）。 [5] 贝克尔，B.C。；麦克拉克伦，R.A。；洛布斯，洛杉矶。；哈格，G.D。；Riviere，C.N.，《基于视觉的手持式手术微操作器虚拟夹具控制》，IEEE机器人学报，29，3，674-683（2013）·doi:10.1109/TRO.2013.2239552 [6] Bolopion，A。；Régnier，S.，《微操作和微装配的触觉反馈遥操作系统综述》，IEEE自动化科学与工程学报，10，3，496-502（2013）·doi:10.1109/TASE.2013.2245122 [7] Chan，L。；Naghdy，F。；Stirling，D.，《自适应控制器在遥操作系统中的应用：调查》，IEEE人机系统汇刊，44，3，337-352（2014）·doi:10.1109/THMS.2014.2303983 [8] Corredor，J。；索夫罗尼，J。；Peer，A.，遥操作系统自适应阻抗控制的决策模型，IEEE触觉学报，10，1，5-16（2017）·doi:10.1109/TOH.2016.2581807 [9] 法鲁克，美国。；顾J。；El-Hawary，M。；阿萨德，M.U。；Abbas，G.，使用状态收敛方法的非线性遥操作系统基于模糊模型的双边控制设计，IEEE Access，4，4119-4135（2016）·doi:10.1109/ACCESS.2016.2558524 [10] Fehlberg，医学硕士。；尼斯基，I。；Doxon，A.J。；Provancher，W.R.，《通过使用虚拟夹具提高主动扶手性能》，IEEE人机系统汇刊，44，4，484-498（2014）·doi:10.1109/THMS.2014.2321531 [11] Havoutis，I.和Calinon，S.（2017年）。具有在线学习和最优控制的远程监控操作。IEEE机器人与自动化国际会议（ICRA）会议记录，新加坡。 [12] Hong，M.和Rozenblit，J.W.（2016）。一种使用虚拟固定装置进行计算机辅助手术训练的触觉指导系统。IEEE系统、人与控制论（SMC）国际会议，匈牙利布达佩斯（第002230-002235页）。 [13] 姜瑜。；杨，C。；Ma，H.，《离散时间系统基于模糊逻辑和神经网络的智能控制设计综述》，《自然与社会中的离散动力学》，2016，4，1-11（2016）·Zbl 1417.93191号 [14] 李，Z。；Kang，Y。；肖，Z。；Song，W.，《通过技能转移实现机器人外骨骼的人-机器人协调控制》，IEEE工业电子学报，64，6，5171-5181（2017）·doi:10.1109/TIE.2016.2638403 [15] 李，Z。；夏，Y。；Su，C.，《智能网络遥操作控制》（2015），柏林：施普林格出版社，柏林 [16] 李，Z。；夏，Y。；Sun，F.，随机网络诱导延迟下多机器人多边协作遥操作的自适应模糊控制，IEEE模糊系统汇刊，22，2437-450（2014）·doi:10.1109/TFUZZ.2013.2260550 [17] 李，Z。；夏，Y。；王，D。；翟，D。；苏，C。；Zhao，X.，基于神经网络的几何未知约束网络化三边遥操作控制，IEEE控制论汇刊，46，6，1051-1064（2016）·doi:10.1109/TCYB.2015.2422785 [18] 刘，Z。；罗，J。；Wang，L。；Zhang，Y。；Philip Chen，C.L。；Chen，X.，基于时间序列的模糊支持向量机自适应滤波器用于显微外科震颤消除，国际系统科学杂志，46，6，1131-1146（2015）·Zbl 1312.93104号 ·doi:10.1080/00207721.2013.821718 [19] 刘，Z。；毛，C。；罗，J。；Zhang，Y。；Chen，C.L.P.，机器人辅助微创手术中使用模糊PSO的三域模糊小波网络滤波器，基于知识的系统，2014，66，13-27（2014）·doi:10.1016/j.knosys.2014.03.025 [20] 卢，Z。；黄，P。；Liu，Z.，具有自适应模糊控制的随机时延下无传感器双手遥操作的预测方法，IEEE工业电子学报，65，3，2439-2448（2017）·doi:10.1109/TIE.2017.2745445 [21] Maddahi，Y。；Zarenia，K。；Sepehri，N.，《用于提高机器人辅助在线维护任务性能的增强虚拟夹具》，《计算机与电气工程》，第43期，第292-305页（2015年）·doi:10.1016/j.compleceng.2014.07.006 [22] Quintero，C.P.、Dehghan，M.、Ramirez，O.、Ang，M.H.和Jagersand，M.（2017年）。用于远程操作路径规范的柔性虚拟夹具接口。IEEE机器人与自动化国际会议（ICRA），新加坡（第5363-5368页）。 [23] Rosenberg，L.B.（1993年）。虚拟夹具：遥控机器人操作的感知工具。IEEE虚拟现实年度国际研讨会，西雅图，华盛顿州（第76-82页）。 [24] Selvaggio，M.、Notomista，G.、Chen，F.、Gao，B.、Trapani，F.和Caldwell，D.（2016）。使用基于摄像头的在线虚拟夹具生成增强双边遥操作。IEEE/RSJ智能机器人和系统国际会议（IROS），韩国大田（1483-1488页）。 [25] 施先生。；陶，G。；Liu，H.，遥操作系统的自适应控制，《X射线科学与技术杂志》，10，1-2，37-57（2002） [26] Walker，D.S.、Wilson，R.P.和Niemeyer，G.（2010年）。用户控制的可变阻抗遥操作。IEEE机器人与自动化国际会议（ICRA），阿拉斯加州安克雷奇（5352-5357页）。 [27] 杨，C。；姜瑜。；李，Z。；He，W。；Su，C.，确保全局稳定性和运动精度的双手机器人的神经控制，IEEE工业信息学报，13，3，1162-1171（2016）·doi:10.1109/TII.2016.2646 [28] 杨，C。；罗，J。；潘，Y。；刘，Z。；Su，C.-Y.，《机器人遥操作的个性化可变增益控制与颤振衰减》，IEEE系统人与控制论汇刊：系统，48，10，1759-1770（2017）·doi:10.10109/TSMC.2017.2694020文件 [29] 杨，C。；王，X。；李，Z。；李毅。；Su，C.-Y.，基于波变量和神经网络组合的遥操作控制，IEEE系统人与控制论汇刊：系统，47，8，2125-2136（2017）·doi:10.1109/TSMC.2016.2615061 [30] 杨，C。；曾，C。；梁，P。；李，Z。；李，R。；Su，C.-Y.，用于人体阻抗自适应技能转移的物理人机交互系统的界面设计，IEEE自动化科学与工程学报，15，1，329-340（2017）·doi:10.1109/TASE.2017.2743000 [31] 翟，D.-H。；Xia，Y.，具有输入饱和和可变时滞的遥操作系统的有限时间控制，IEEE系统人与控制论汇刊：系统，47，7，1522-1534（2017）·doi:10.1109/TSMC.2016.2631601 [32] 张杰。；李伟（Li，W.）。；Yu，J。；张，Q。；崔，S。；李毅。；李，S。；Chen，G.，潜水器上安装的水下机械手临场感控制虚拟平台的开发，IEEE工业电子学报，64，2，1716-1727（2017）·doi:10.1109/TIE.2016.2557309 [33] 赵，S。；李，Z。；崔，R。；Kang，Y。；Sun，F。；Song，R.，基于智能机接口的多协调移动机器人遥操作，IEEE工业电子学报，64，6，5161-5170（2017）·doi:10.1109/TIE.2016.2606089 [34] Zhou，Q.，Xu，J.，&Leung，T.P.（1993）。机器人操作器的全局稳定自适应控制器。IEEE Region 10 Computer，Communication，Control and Power Engineering会议记录，TENCON’93，北京（第4卷，第90-93页）。 此参考列表基于出版商或数字数学图书馆提供的信息。其项与zbMATH标识符进行启发式匹配，可能包含数据转换错误。在某些情况下，zbMATH Open的数据对这些数据进行了补充/增强。这试图尽可能准确地反映原始论文中列出的参考文献，而不要求完整或完全匹配。