افزایش شفافیت در سیستم های تله اپراتوری دوجانبه بر مبنای رویکرد مدل میانجی

شفافیت یک معیار ارزیابی سیستم های تله اپراتوری بر مبنای خطای نیرو و موقعیت است. معماری های کنترلی مرسوم برای حفظ پایداری عموما شفافیت بالایی را نتیجه نمی-دهند. یک روش نوین رویکرد تله اپراتوری مدل میانجی است که امپدانس محیط را در سمت پیرو تخمین زده و به راهبر ارسال می کند تا با ایجاد یک محیط مجازی، نیرو در آن جا به صورت محلی محاسبه گردد. این امر شفافیت را بدون کاهش پایداری و در حضور تاخیر زمانی در سیستم افزایش می دهد. قرار دادن محیط مجازی در محل صحیح تاثیر چشم گیری بر افزایش شفافیت سیستم دارد، اما روش های ارائه شده برای این منظور عموما یا نیازمند ساده سازی مدل محیط هستند یا تاثیر منفی بر شفافیت می گذارند. در این مقاله الگوریتمی نوین و در عین حال بسیار ساده جهت تعیین موقعیت محیط مجازی و زمان برخورد ارائه شده است. مهم ترین ویژگی این الگوریتم این است که اولا مستقل از مدل محیط بوده و بنابراین برای تمام محیط ها قابل پیاده سازی است، ثانیا شفافیت سیستم را بدون استفاده از سنسورهای اضافی افزایش می دهد. رویکرد پیشنهادی در یک سیستم تله اپراتوری دو جانبه ی یک درجه آزادی با تاخیر زمانی پیاده سازی شده است. جهت تخمین امپدانس محیط از روش های نوین دقیق و مقاوم استفاده شده است. از کنترلرهای امپدانس و مد لغزشی برای کنترل به ترتیب راهبر و پیرو استفاده شده و عملکرد سیستم در تعامل با محیط های سخت و نرم بررسی شده است. نتایج شبیه سازی نشان می دهد در تعامل با هر دو محیط شفافیت سیستم بسیار بالا است، اما تنها در لحظه ابتدایی برخورد با محیط سخت پرش مدل رخ می دهد.

کلیدواژه ها:

Bilateral teleoperation ، Transparency ، Model-mediated approach ، Virtual environment ، Sliding-mode controller ، سیستم تله اپراتوری دوجانبه ، شفافیت ، رویکرد مدل میانجی ، محیط مجازی ، کنترلر مد لغزشی