隨著微小衛(wèi)星及其技術的蓬勃發(fā)展,結構固定的衛(wèi)星已經難以滿足各國對其提出的多任務執(zhí)行能力、較強的環(huán)境適應性及抗風險等要求,因此人們將目光轉向具有在軌變結構能力的模塊化可重構衛(wèi)星。模塊化可重構衛(wèi)星的在軌自變構規(guī)劃方法成為了一個重要的研究方向。為描述自變構衛(wèi)星的拓撲運動模型,提出構型的概念,定義構型的矩陣描述、集合描述、圖論描述等三種描述方法。假設自變構衛(wèi)星模塊的運動滿足立方旋轉模塊模型的運動規(guī)則,從物理運動規(guī)則中推導出模塊的拓撲運動規(guī)律。同時提出構型的連通性對自變構衛(wèi)星正常工作的重要性,給出了連通性的判斷方法。為實現(xiàn)多模塊同時運動,在自變構規(guī)劃中加入沖突消解的功能,沖突消解采用網絡演化博弈的方法實現(xiàn)。定義包括模塊所有可能動作的動作空間,構建物理引擎模擬模塊的實際運動,為實現(xiàn)無模型強化學習中模塊與環(huán)境的交互提供基礎。建立自變構過程的馬爾科夫決策模型,定義模塊的狀態(tài)及狀態(tài)空間,根據自變構衛(wèi)星整體與目標構型的距離函數(shù)定義動作的即時收益和Q函數(shù)。設計分布式在軌自變構規(guī)劃的Q學習方法,在Q函數(shù)的迭代過程中實現(xiàn)策略的優(yōu)化。針對大量存儲模塊狀態(tài)產生的內存溢出問題,設計深度神經網絡對Q函數(shù)進行擬合。利用網... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

MTRAN機器人結構

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-4-圖1-5CPG協(xié)調控制MTRAN前進南加州大學沈為民團隊在NASA支持下首次研制出在實驗室外有實際應用的自重構機器人SuperBot[7]，如1-6所示。SuperBot是由相同結構模塊構成，但是有不同的連接方式，其模型混合了鏈式架構和晶格架構，模塊間連接的關節(jié)可實現(xiàn)三軸轉動。利用實時操作系統(tǒng)及為CONRO機器人開發(fā)的內嵌分布式、可擴展式控制協(xié)議的啟發(fā)式控制器對模塊機器人進行更高級別的通信及控制[8]。圖1-6SuperBot模塊兩種連接方式MarkYim等人首先提出若干個SuperBot模塊機器人形成鏈式機器人桁架群，在模塊基礎上添加相機、夾具等即成為帶有具體功能的模塊，在太空領域內完成衛(wèi)星組裝、協(xié)同工作、自我修復等工作[10]，如圖1-7所示。Thomas還針對這種由多自由度的自重構機器人組成樹狀結構機械臂的協(xié)調運動和靈活控制,提出可廣泛運用的總體控制框架，并將其運用于實現(xiàn)太空空間內大面積的自動組裝[11]，如圖1-8所示。圖1-7機器人桁架群協(xié)同完成衛(wèi)星組裝

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-4-圖1-5CPG協(xié)調控制MTRAN前進南加州大學沈為民團隊在NASA支持下首次研制出在實驗室外有實際應用的自重構機器人SuperBot[7]，如1-6所示。SuperBot是由相同結構模塊構成，但是有不同的連接方式，其模型混合了鏈式架構和晶格架構，模塊間連接的關節(jié)可實現(xiàn)三軸轉動。利用實時操作系統(tǒng)及為CONRO機器人開發(fā)的內嵌分布式、可擴展式控制協(xié)議的啟發(fā)式控制器對模塊機器人進行更高級別的通信及控制[8]。圖1-6SuperBot模塊兩種連接方式MarkYim等人首先提出若干個SuperBot模塊機器人形成鏈式機器人桁架群，在模塊基礎上添加相機、夾具等即成為帶有具體功能的模塊，在太空領域內完成衛(wèi)星組裝、協(xié)同工作、自我修復等工作[10]，如圖1-7所示。Thomas還針對這種由多自由度的自重構機器人組成樹狀結構機械臂的協(xié)調運動和靈活控制,提出可廣泛運用的總體控制框架，并將其運用于實現(xiàn)太空空間內大面積的自動組裝[11]，如圖1-8所示。圖1-7機器人桁架群協(xié)同完成衛(wèi)星組裝

【參考文獻】：
期刊論文
[1]三維點云初始配準方法的比較分析[J]. 王佳婧,王曉南,鄭順義,朱鋒博.  測繪科學. 2018(02)
[2]改進的ICP算法在三維模型配準中的研究[J]. 楊軍,張瑤,黃亮.  計算機科學與探索. 2018(01)
[3]面向在軌服務的可重構細胞衛(wèi)星關鍵技術與展望[J]. 黃攀峰,常海濤,鹿振宇,王明.  宇航學報. 2016(01)
[4]UBot自重構機器人拓撲描述方法[J]. 趙杰,唐術鋒,朱延河,崔馨丹.  哈爾濱工業(yè)大學學報. 2011(01)
[5]自重構機器人系統(tǒng)自修復的拓撲空間及運動規(guī)則描述[J]. 費燕瓊,張鑫,徐磊.  上海交通大學學報. 2009(03)
[6]自重構模塊化機器人的運動空間及自變形算法[J]. 費燕瓊,張鑫,夏振興.  機械工程學報. 2009(03)
[7]同構陣列式自重構機器人的仿真與控制[J]. 吳秋軒,曹廣益,費燕瓊.  計算機仿真. 2006(03)
[8]自重構模塊化機器人的結構[J]. 費燕瓊,董慶雷,趙錫芳.  上海交通大學學報. 2005(06)

博士論文
[1]模塊化自重構機器人仿生運動規(guī)劃與控制[D]. 崔馨丹.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[2]基于萬向式關節(jié)模塊的自重構機器人研究[D]. 唐術鋒.哈爾濱工業(yè)大學 2010

碩士論文
[1]自重構衛(wèi)星的重構路徑規(guī)劃算法研究[D]. 陳欣.哈爾濱工業(yè)大學 2018
[2]基于非理想元胞自動機的自重構機器人分布式控制研究[D]. 別東洋.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]基于馬爾可夫決策過程理論的Agent決策問題研究[D]. 石軻.中國科學技術大學 2010



本文編號：3491302