【摘要】：討論了雙臂空間機(jī)器人捕獲航天器后閉鏈混合體系統(tǒng)姿態(tài)和關(guān)節(jié)的受擾運(yùn)動(dòng)鎮(zhèn)定控制及雙臂協(xié)調(diào)操作問(wèn)題。根據(jù)沖量定理及閉環(huán)約束條件,分析了雙臂空間機(jī)器人捕獲操作結(jié)束后受到的沖擊效應(yīng),建立了閉鏈混合體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程。以此為基礎(chǔ),針對(duì)星載計(jì)算機(jī)運(yùn)算能力有限的問(wèn)題,基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制理論設(shè)計(jì)了分塊滑模自適應(yīng)控制方案。將混合體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)方程考慮為多個(gè)非線性關(guān)聯(lián)子系統(tǒng)的集合,因此可同時(shí)并行地利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)分別逼近各子系統(tǒng)未知?jiǎng)恿W(xué)模型,即通過(guò)并行處理來(lái)提高計(jì)算效率。設(shè)計(jì)了自適應(yīng)滑�？刂破鱽�(lái)抵消交聯(lián)項(xiàng)及神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近誤差的影響。為了保證各臂桿的協(xié)同操作,基于最小權(quán)值范數(shù)法分配了各臂關(guān)節(jié)控制力矩。通過(guò)系統(tǒng)數(shù)值仿真驗(yàn)證了所提控制方案的有效性。
[Abstract]:In this paper, the control of attitude and joint disturbance motion stabilization and the coordinated operation of dual-arm space robot in the hybrid system of the rear closed chain of a spacecraft captured by a dual-arm space robot are discussed. Based on the impulse theorem and the closed loop constraint conditions, the shock effect of the two-arm space robot after the capture operation is analyzed, and the dynamic equation of the closed-chain hybrid system is established. On this basis, a block sliding mode adaptive control scheme based on neural network control theory is designed to solve the problem of limited computing power of spaceborne computer. Considering the dynamic equation of hybrid system as the set of several nonlinear correlation subsystems, the neural network can be used to approximate the unknown dynamical models of each subsystem simultaneously, that is to say, the computational efficiency can be improved by parallel processing. An adaptive sliding mode controller is designed to counteract the influence of crosslinking term and neural network approximation error. In order to ensure the cooperative operation of each arm, the control torque of each arm joint is allocated based on the minimum weight norm method. The effectiveness of the proposed control scheme is verified by numerical simulation.
【作者單位】： 福州大學(xué)機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院;
【基金】：國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(11372073,11072061) 福建省工業(yè)機(jī)器人基礎(chǔ)部件技術(shù)重大研發(fā)平臺(tái)項(xiàng)目(2014H21010011)
【分類號(hào)】：TP242

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5 ;荷蘭的航天技術(shù)[N];中華工商時(shí)報(bào);2000年

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