劉彥文
哈爾濱工程大學自動化學院，黑龍江哈爾濱

摘　　　要：力覺接口是指人和遙操作機械手之間的接口，用來給操作人員提供操作時的一種虛擬環境。對于力覺接口來說，無源性是系統設計的基礎，而良好的透明度是其主要性能要求。首先對系統的性能要求進行了分析，定義了一個離散的偏差函數來描述系統的透明度，將透明度問題轉化為系統的靈敏度設計問題。接下來，從采樣系統的頻率特性出發推導了力覺系統的無源性條件，通過對比和分析，指出了前人文獻所給無源性條件的保守性，并提出了一種近似無源的設計方案。較后通過例子對不同控制器參數組合時的設計結果進行了仿真，在綜合考慮透明度和時域響應特性要求后，給出了一組合理的控制器參數。仿真結果表明，系統是近似無源的，而且具有良好的性能，體現了所給設計方案的可行性和有效性。

關　鍵　詞：力覺接口；透明度；無源性條件；保守性

１　引　言
無源性目前已成為力覺接口系統穩定性分析的主要工具。Ｃｏｌｇａｔｅ等從離散系統的角度給出了力覺接口的無源性條件［１，２］。Ｆａｒｄａｄ等用頻域提升法推導了力覺接口的無源性條件［３］。當然，力覺接口還應滿足性能要求，力覺接口的性能可以用透明度來描述。Ｇｒｉｆｆｉｔｈｓ對連續系統的性能與無源性之間的設計沖突進行了分析［４］。Ｅｏｍ等針對透明度與魯棒穩定性要求，對連續的力覺系統進行了優化設計［５］。前人文獻給出的無源性條件過于保守，而且對于透明度的分析，也都是針對連續系統進行的，沒考慮采樣系統的特點。為此，本文從采樣系統的角度出發對系統進行性能的優化和無源性設計，保證系統在無源的前提下達到良好的透明度。

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