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基于Internet的机器人遥操作技术就是通过计算机网络利用机器人对远距离环境进行观测和操作的技术。它拓展人类在太空、深海、核环境等危险情况下的作业能力,代替人类完成危险、恶劣以及极限环境下的作业任务,因而在诸多领域具有广阔的应用前景,是当前先进机器人领域中重要的前沿课题和研究热点。而基于Internet的遥操作机器人系统控制研究是其中一个非常具有挑战性的课题,它将遥操作技术的发展提高到了一个新的高度,具有重要的研究价值和广泛的应用前景。本文主要工作有以下几个方面: 1.分析了国内外遥操作机器人系统的发展现状和研究热点,介绍了主从式遥操作系统控制模型及其简化模型,重点讨论了由于Internet传输时延造成的遥操作机器人系统的稳定性问题,并提出了具有一定实用价值的遥操作系统控制方案。. 2.在机器人遥操作系统中,Internet的传输时延始终是系统实现的关键性技术问题, 随机的时延将导致系统的不稳定。本文首先对当前网络时延状况进行了详细分析,并给出了网络时延计算模型。参照广域网数据对时延数据进行了统计分析,发现网络时延具有时延抖动、数据丢失、幅值有界等特征,从而提出采用两种方法解决网络时延问题一固定时延和神经网络时延预测。着重介绍了线性神经网络及RBF径向基函数神经网络在时延预测中的表现及适用场合。 3.对时延系统控制方法相关文献进行分析、概括和总结。介绍了时延系统的一般概念及各种控制方法,发展现状及应用概况。重点介绍了Smith预估控制及多种改进的Smith控制方案。 4.针对遥操作机器人控制系统中由Internet时延变化所引起的不稳定问题,在利用神经网络进行时延预测的基础上,提出了改进型Smith预估器进行遥操作机器人的时延控制。理论分析表明该方案对时延的变化有较强的适应性,控制系统的鲁棒稳定性和动态品质均优于单纯的Smith预估补偿控制,并得到了仿真结果的验证。 本文所作的理论分析工作以及仿真实验,验证了基于Internet的遥操作机器人系统控制方案的可行性,为后期的实验和下一步的网络遥操作的实现打下了基础。