針對(duì)空間機(jī)器人捕獲衛(wèi)星操作過(guò)程中,關(guān)節(jié)因受沖擊載荷而易造成沖擊破壞的問(wèn)題,在關(guān)節(jié)電機(jī)與機(jī)械臂之間設(shè)計(jì)了一種彈簧阻尼緩沖機(jī)構(gòu).緩沖機(jī)構(gòu)不僅能利用彈簧實(shí)現(xiàn)捕獲操作過(guò)程的柔順化,利用阻尼器實(shí)現(xiàn)碰撞能量的吸收及柔性振動(dòng)的抑制;還能通過(guò)合理設(shè)計(jì)與之配合的避撞柔順策略使關(guān)節(jié)所受沖擊力矩限定在安全范圍內(nèi).首先,分別利用含耗散力Lagrange方程法與Newton-Euler法導(dǎo)出了碰撞前的空間機(jī)器人與被捕獲衛(wèi)星的分體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程;然后,結(jié)合Newton第三定律、捕獲點(diǎn)的速度約束、各分體的位置約束獲得了捕獲后的混合體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程,且基于動(dòng)量守恒關(guān)系計(jì)算了碰撞沖擊效應(yīng)與沖擊力;最后,提出了一種結(jié)合緩沖機(jī)構(gòu)的避撞柔順強(qiáng)化學(xué)習(xí)控制方案,該方案通過(guò)實(shí)時(shí)與動(dòng)態(tài)環(huán)境試錯(cuò)交互得到懲罰信號(hào),并利用懲罰信號(hào)對(duì)控制器進(jìn)行優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)對(duì)失穩(wěn)混合體系統(tǒng)的鎮(zhèn)定控制.利用Lyapunov定理證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性;數(shù)值仿真驗(yàn)證了緩沖結(jié)構(gòu)的抗沖擊性能及所提策略的有效性.

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【文章目錄】：
1引言
2 SDBD模型結(jié)構(gòu)及避撞策略
    2.1 SDBD模型結(jié)構(gòu)
    2.2 避撞策略描述
3 空間機(jī)器人捕獲衛(wèi)星操作分析
    3.1 分體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
    3.2 碰撞沖擊效應(yīng)與碰撞力計(jì)算
    3.3 混合體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)建模
4 控制器設(shè)計(jì)
5 仿真模擬分析
    5.1碰撞過(guò)程彈簧阻尼緩沖機(jī)構(gòu)抗沖擊性能模擬
    5.2鎮(zhèn)定控制過(guò)程柔順策略性能模擬
6結(jié)論



本文編號(hào)：4043021