电静液执行器双向远程控制的位置跟踪精度研究

蔡 衍， 周 捷， 陈 杰， 宋锦春

(东北大学 机械工程与自动化学院， 辽宁 沈阳 110819)

通过双向控制，操作者可以在远处操纵主动机械手，同步指令信号经通信环节传输至从动机械手，从而控制其与环境进行交互，并通过反馈回来的接触力信息获得临场感[1].目前，双向远程控制策略已成功应用于深海或深空等未知环境探索、远程医疗手术、核燃料操作以及工程机械等领域[2-3].

电静液执行器(EHA)采用闭式回路静液传动的容积控制方式，直接调节泵的转速或排量控制进入系统的流量，从而实现变功率传输.在操作者、主从机械手及环境动特性存在不确定性的情况下，实现鲁棒位置跟踪非常具有挑战性[4].因而，引入鲁棒控制方法以提高从动机械手的位置跟踪精度是非常必要的.

本文将一种基于定量反馈理论的鲁棒位置控制器应用于存在不确定性的EHA远程机械手上，以提高其位置跟踪性能，并通过力反馈(FR)、位置误差反馈(PE)、共性柔顺控制(SCC)及无源力反馈(FRP)四种常用的双向控制方案进行实验验证.这四种方案代表了广泛的双向远程控制应用需求，且已在文献[5-6]中证实适用于EHA.其位置跟踪精度和透明度的提升将进一步说明双向远程控制EHA的可行性和应用前景[7].

1 基于EHA的远程机械手建模

图1为远程控制的基本组成以及信息交互过程，该系统主要包含主从机械手以及相匹配的通讯环节，其中位移信息从主动端流向从动端，而从动端将力信号反馈给……