主从控制调研

主从控制即建立主手和从手之间的映射关系，并根据次映射关系设计相应的控制方法实现主手对从手的完全控制。

1. 遥操作机器人是当前主从控制的应用最广的方式之一。
2. 主从操作机器人的设计过程中，首先要在硬件方面满足作业要求的前提，保证主从结构框架尽可能的对应，自由度完全相同，运动方式基本对应；在控制系统方面，通过运动学方程实现运动的匹配映射。最终软硬件结合，实现异构结构达到同构的实际操作控制效果。
3. 主从操作系统由以下几个部分组成：主控端、控制系统、从控端、反馈系统。
   
4. 根据助手和从手的构型，可分为主从同构型和主从异构型。
   主从同构型：主手和从手的结构完全相同，只是在尺寸上有所区别；优点：主从映射简单，控制模式易于实现；缺点：通用性较差，适用领域有限。
   主从异构型：主手和从手结构相异，主手采用独立设计；优点：主手设计不受限制，通用性较好；缺点：控制较为复杂，需要实时求解主从系统的正逆运动学甚至动力学。
5. 常用的机器人运动控制方式有三种：笛卡尔空间控制方式、关节控制控制方式和逆雅可比控制方式。其中笛卡尔空间控制方式适用于主从异构型，在实际控制过程中需要实时调节主手对从手的不同形成映射关系。

主从控制中消除通讯延时的方法：（增强）波变量法、基于环境模型方法。
波变量法的优势：不需要知道延时的大小、任意不变延时、不需要知道主从端模型、易于实现；缺陷：位置/速度和力的跟踪效果差、理论上只针对不变延时有效、条件过于保守、需要假设主从端、操作者和环境都是passive的。
基于环境模型方法的优势：无需直接反馈接触力、操作端可以直接得到准确的接触力（如果模型足够准确）、在变延时情况下，两个闭环系统仍可以保证稳定；缺陷：很难获得软组织准确模型、有限元等方法可以得到准确的模型，但是计算量过大，无法用于实时性要求高的机器人系统。