空間機(jī)器人雙臂捕獲航天器操作的無源自抗擾避撞從順控制
發(fā)布時間:2021-05-16 10:36
針對空間機(jī)器人雙臂捕獲非合作航天器過程中避免關(guān)節(jié)受沖擊破壞的避撞從順控制問題,在機(jī)械臂與關(guān)節(jié)電機(jī)之間設(shè)計了一種由旋轉(zhuǎn)型串聯(lián)彈性執(zhí)行器(RSEA)構(gòu)成的彈簧緩沖裝置.通過緩沖彈簧變形來吸收捕獲碰撞階段產(chǎn)生的沖擊能量,并采用合理的避撞從順控制策略,保證鎮(zhèn)定運動階段關(guān)節(jié)受到的沖擊力矩限制在安全范圍內(nèi).應(yīng)用拉格朗日方法及牛頓-歐拉法,分別建立捕獲前雙臂空間機(jī)器人開環(huán)系統(tǒng)及航天器系統(tǒng)動力學(xué)模型;結(jié)合沖量定理、閉鏈系統(tǒng)位置及運動學(xué)關(guān)系,得到捕獲操作后兩者所構(gòu)成閉鏈混合體系統(tǒng)的動力學(xué)模型.為實現(xiàn)失穩(wěn)混合體系統(tǒng)的鎮(zhèn)定,提出了一種基于無源性理論的自抗擾避撞從順控制方案.此外,運用最小權(quán)值范數(shù)法對機(jī)械臂各關(guān)節(jié)力矩進(jìn)行分配,保證了各臂協(xié)調(diào)操作.通過數(shù)值模擬,驗證了緩沖裝置的抗沖擊性能及控制策略的有效性.
【文章來源】:空間科學(xué)學(xué)報. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:11 頁
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空間細(xì)胞機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 趙航,趙陽,田浩,安德孝. 宇航學(xué)報. 2018(10)
[2]空間機(jī)器人雙臂捕獲航天器后姿態(tài)管理、輔助對接操作一體化ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[J]. 程靖,陳力. 機(jī)器人. 2017(05)
[3]具有死區(qū)特性的空間機(jī)器人基于干擾觀測器的L2反步控制[J]. 戴巧蓮,陳力. 空間科學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[4]多目標(biāo)位姿約束下空間機(jī)器人載體姿態(tài)擾動優(yōu)化[J]. 郭闖強(qiáng),倪風(fēng)雷,劉宏. 空間科學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[5]Dynamics and adaptive control of a dual-arm space robot with closed-loop constraints and uncertain inertial parameters[J]. Ying-Hong Jia,Quan Hu,Shi-Jie Xu. Acta Mechanica Sinica. 2014(01)
[6]基于逆系統(tǒng)方法的航天器姿態(tài)跟蹤最優(yōu)魯棒控制[J]. 袁長清,李俊峰,王天舒,寶音賀西. 工程力學(xué). 2008(02)
本文編號:3189539
【文章來源】:空間科學(xué)學(xué)報. 2020,40(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】:11 頁
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]空間細(xì)胞機(jī)器人系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及其應(yīng)用[J]. 趙航,趙陽,田浩,安德孝. 宇航學(xué)報. 2018(10)
[2]空間機(jī)器人雙臂捕獲航天器后姿態(tài)管理、輔助對接操作一體化ELM神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制[J]. 程靖,陳力. 機(jī)器人. 2017(05)
[3]具有死區(qū)特性的空間機(jī)器人基于干擾觀測器的L2反步控制[J]. 戴巧蓮,陳力. 空間科學(xué)學(xué)報. 2017(04)
[4]多目標(biāo)位姿約束下空間機(jī)器人載體姿態(tài)擾動優(yōu)化[J]. 郭闖強(qiáng),倪風(fēng)雷,劉宏. 空間科學(xué)學(xué)報. 2015(02)
[5]Dynamics and adaptive control of a dual-arm space robot with closed-loop constraints and uncertain inertial parameters[J]. Ying-Hong Jia,Quan Hu,Shi-Jie Xu. Acta Mechanica Sinica. 2014(01)
[6]基于逆系統(tǒng)方法的航天器姿態(tài)跟蹤最優(yōu)魯棒控制[J]. 袁長清,李俊峰,王天舒,寶音賀西. 工程力學(xué). 2008(02)
本文編號:3189539
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