| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6-7页 |
| 第1章 绪论 | 第14-30页 |
| 1.1 引言 | 第14-16页 |
| 1.2 遥操作系统概述 | 第16-17页 |
| 1.3 虚拟触觉手术仿真系统概述 | 第17-19页 |
| 1.4 双边遥操作系统稳定性和透明性的研究现状 | 第19-20页 |
| 1.5 虚拟触觉仿真系统稳定性和透明性的研究现状 | 第20-23页 |
| 1.6 控制器离散化对遥操作系统透明性的影响及解决方案 | 第23-24页 |
| 1.7 可编程模拟门阵列（FPAA）概述 | 第24-27页 |
| 1.8 课题来源和研究目的及意义 | 第27-28页 |
| 1.8.1 课题来源 | 第27页 |
| 1.8.2 课题的研究目的和意义 | 第27-28页 |
| 1.9 本论文的研究思路和主要研究内容 | 第28-30页 |
| 第2章 双边遥操作系统中模拟控制的透明性分析 | 第30-52页 |
| 2.1 引言 | 第30页 |
| 2.2 基于模拟控制和基于数字控制的双边遥操作系统模型 | 第30-34页 |
| 2.3 双边遥操作系统稳定性和透明性的分析 | 第34-36页 |
| 2.3.1 双边遥操作系统的透明性 | 第35页 |
| 2.3.2 双边遥操作控制系统的稳定性 | 第35-36页 |
| 2.3.3 双边遥操作系统的稳定性和透明性的相互关系 | 第36页 |
| 2.4 双边遥操作控制系统的设计 | 第36-45页 |
| 2.4.1 内部电流控制电路的设计 | 第37页 |
| 2.4.2 外部位移控制电路的设计 | 第37-39页 |
| 2.4.3 遥操作系统模拟控制电路设计时的约束条件 | 第39-41页 |
| 2.4.4 双边遥操作控制系统的设计流程 | 第41-45页 |
| 2.5 模拟控制的双边遥操作系统性能的分析实验 | 第45-51页 |
| 2.5.1 比较实验平台的搭建 | 第45-46页 |
| 2.5.2 双边遥操作系统的稳定性范围 | 第46-47页 |
| 2.5.3 基于矩阵参数的系统透明性实验评价 | 第47-51页 |
| 2.6 本章小结 | 第51-52页 |
| 第3章 基于FPAA模拟控制的双边遥操作系统的设计和分析 | 第52-71页 |
| 3.1 引言 | 第52页 |
| 3.2 PEB双边遥操作系统模型 | 第52-55页 |
| 3.3 基于FPAA的位移控制电路的设计 | 第55-57页 |
| 3.4 基于FPAA的控制系统的设计方法 | 第57-61页 |
| 3.4.1 FPAA模拟控制电路设计时的约束条件 | 第57-58页 |
| 3.4.2 基于FPAA的遥操作控制系统的设计流程 | 第58-61页 |
| 3.5 基于FPAA控制的双边遥操作系统性能评价实验 | 第61-69页 |
| 3.5.1 基于FPAA控制的双边遥操作系统的稳定性分析 | 第62页 |
| 3.5.2 自由运动中FPAA双边遥控系统的位姿误差测试实验 | 第62-64页 |
| 3.5.3 遥控开关任务中FPAA双边遥控系统的透明性评价实验 | 第64-69页 |
| 3.6 本章小结 | 第69-71页 |
| 第4章 基于FPAA混合控制的双边遥操作系统的设计和分析 | 第71-97页 |
| 4.1 引言 | 第71页 |
| 4.2 混合方法控制下的双边遥操作系统模型 | 第71-74页 |
| 4.3 数学基础 | 第74-75页 |
| 4.4 混合方法控制下的双边遥操作系统稳定性的分析 | 第75-86页 |
| 4.4.1 无源无延迟情况下混合遥控系统的稳定性不等式 | 第78-82页 |
| 4.4.2 有源无延迟情况下混合遥控系统的稳定性不等式 | 第82-83页 |
| 4.4.3 无源有延迟情况下混合遥控系统的稳定性不等式 | 第83-85页 |
| 4.4.4 有源有延迟情况下混合遥控系统的稳定性不等式 | 第85页 |
| 4.4.5 FPAA控制器与数字控制器混合使用对稳定性的影响 | 第85-86页 |
| 4.5 FPAA混合控制下双边遥操作系统性能评价实验 | 第86-96页 |
| 4.5.1 FPAA混合控制遥操作系统实验平台的搭建 | 第86-89页 |
| 4.5.2 FPAA混合遥操作控制器稳定范围测定 | 第89-90页 |
| 4.5.3 遥控开关任务中FPAA混合控制下系统的透明性评价实验 | 第90-93页 |
| 4.5.4 FPAA混合控制下双边遥操作系统力反馈的透明性评价实验 | 第93-96页 |
| 4.6 本章小结 | 第96-97页 |
| 第5章 基于FPAA混合控制的虚拟触觉手术仿真系统稳定性和透明性的分析 | 第97-126页 |
| 5.1 引言 | 第97页 |
| 5.2 混合方法控制下的虚拟触觉手术仿真系统建模 | 第97-103页 |
| 5.3 混合方法控制下的虚拟触觉手术仿真系统稳定性分析 | 第103-114页 |
| 5.3.1 单用户虚拟触觉手术仿真系统 | 第103-108页 |
| 5.3.2 多用户虚拟触觉手术仿真系统 | 第108-114页 |
| 5.3.3 混合控制下虚拟触觉手术仿真系统稳定性不等式的结果分析 | 第114页 |
| 5.4 基于FPAA模拟/数字混合控制的虚拟触觉手术仿真平台的搭建 | 第114-118页 |
| 5.4.1 虚拟触觉手术仿真平台总体结构 | 第114-116页 |
| 5.4.2 虚拟触觉手术仿真平台主从操作控制系统 | 第116-118页 |
| 5.5 FPAA混合控制下虚拟系统的仿真实验结果 | 第118-125页 |
| 5.5.1 混合控制下虚拟触觉手术仿真系统的稳定范围测定 | 第118-120页 |
| 5.5.2 FPAA混合控制中PD和PID控制策略的比较分析 | 第120-121页 |
| 5.5.3 自由运动中混合控制的虚拟触觉手术仿真系统位姿跟踪评价实验 | 第121-122页 |
| 5.5.4 混合控制方法下虚拟触觉手术仿真系统力反馈的透明性评价实验 | 第122-125页 |
| 5.6 本章小结 | 第125-126页 |
| 结论 | 第126-128页 |
| 参考文献 | 第128-143页 |
| 附录I 双边遥操作系统主/从机器人运动学模型 | 第143-146页 |
| 攻读博士学位期间发表的学术论文及其它成果 | 第146-148页 |
| 致谢 | 第148-149页 |
| 个人简历 | 第149页 |
