【摘要】：討論了空間機器人雙臂捕獲航天器后姿態(tài)管理和輔助對接操作的協(xié)調(diào)控制問題.首先,利用沖量定理、閉環(huán)約束幾何及運動學(xué)條件獲得了捕獲操作后閉鏈混合體系統(tǒng)的動力學(xué)方程,并分析了混合體系統(tǒng)受到的沖擊效應(yīng).其次,針對捕獲操作后系統(tǒng)姿態(tài)受擾運動鎮(zhèn)定及輔助對接操作需求,對閉鏈混合體系統(tǒng)提出了基于極限學(xué)習(xí)機(ELM)的自適應(yīng)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制方案,極限學(xué)習(xí)機具有學(xué)習(xí)速度快、僅需調(diào)節(jié)網(wǎng)絡(luò)輸出權(quán)值等優(yōu)點,可用于逼近系統(tǒng)的未知動力學(xué)模型.該方案不要求系統(tǒng)動力學(xué)方程關(guān)于慣性參數(shù)呈線性函數(shù)關(guān)系,并且不需要精確的系統(tǒng)動力學(xué)模型.通過李亞普諾夫方法設(shè)計了ELM網(wǎng)絡(luò)的權(quán)值自適應(yīng)律及魯棒項,以保證系統(tǒng)的載體姿態(tài)受擾運動鎮(zhèn)定與對接操作過程的位置及角度的精確控制,并證明了系統(tǒng)的穩(wěn)定性.為保證各臂協(xié)同操作,運用加權(quán)最小范數(shù)法分配力矩.最后,通過系統(tǒng)數(shù)值仿真模擬了碰撞沖擊效應(yīng)及閉鏈系統(tǒng)的運動過程.所提控制方案可以有效完成載荷、載體運動控制及輔助對接操作.
[Abstract]:In this paper, the problem of attitude management and coordinated control of docking operation for space robot after two arm capture spacecraft is discussed. Firstly, by using impulse theorem, closed loop constrained geometry and kinematics conditions, the dynamic equations of closed chain hybrid system after capture operation are obtained, and the shock effect of the hybrid system is analyzed. Secondly, aiming at the requirement of attitude disturbance stabilization and auxiliary docking operation, an adaptive neural network control scheme based on extreme learning machine (ELM) is proposed for closed chain hybrid system. The ultimate learning machine has fast learning speed. It can be used to approximate the unknown dynamic model of the system only by adjusting the output weights of the network. This scheme does not require the system dynamics equation to be linear function relation about the inertial parameter, and does not need the accurate system dynamics model. The weight adaptive law and robust term of ELM network are designed by Lyapunov method to ensure the precise control of the position and angle of the attitude disturbance motion stabilization and docking operation of the system, and the stability of the system is proved. In order to ensure the cooperative operation of each arm, the weighted minimum norm method is used to distribute the torque. Finally, the impact effect and the motion process of the closed chain system are simulated by numerical simulation. The proposed control scheme can effectively complete load, carrier motion control and auxiliary docking operation.
【作者單位】： 福州大學(xué)機械工程及自動化學(xué)院福建省高端裝備制造協(xié)同創(chuàng)新中心;
【基金】：國家自然科學(xué)基金(11372073,11072061)
【分類號】：TP242;V441

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王存恩;;日本空間機器人的發(fā)展概況[J];國外空間動態(tài);1988年08期

2 張麗珠;空間機器人發(fā)展概況[J];世界導(dǎo)彈與航天;1989年11期

3 唐曉騰;陳力;;雙臂空間機器人姿態(tài)調(diào)整運動的最優(yōu)控制規(guī)劃[J];空間科學(xué)學(xué)報;2006年05期

4 ;國際著名空間機器人專家阿爾伯特·羅威塔教授受聘為北航客座教授[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報;2007年07期

5 黃玉明;李庚田;;空間機器人多傳感器信息融合[J];航天控制;1992年03期

6 時英;日本將大幅度提高航天預(yù)算[J];中國航天;1995年02期

7 黃玉明;李庚田;;空間機器人遙控、自主與協(xié)同操作的軟件基礎(chǔ)[J];控制工程;1994年03期

8 李華忠,洪炳熔,楊維萍,柳長安;自由飛行空間機器人的動力學(xué)控制及其仿真[J];武漢汽車工業(yè)大學(xué)學(xué)報;1999年02期

9 豐保民;馬廣程;解偉男;王常虹;;空間機器人的智能控制器設(shè)計(英文)[J];宇航學(xué)報;2006年04期

10 唐曉騰;陳力;;雙臂空間機器人關(guān)節(jié)運動的一種增廣魯棒控制方法[J];空間科學(xué)學(xué)報;2007年05期

相關(guān)會議論文 前6條

1 余志鴻;仇越;李成;;空間機器人一體化關(guān)節(jié)模塊的研制及其在空間探測領(lǐng)域的應(yīng)用[A];中國空間科學(xué)學(xué)會空間探測專業(yè)委員會第十六次學(xué)術(shù)會議論文集（下）[C];2003年

2 朱文彪;孫增圻;高曉穎;杜誠謙;曹炬;劉準(zhǔn);林金永;;柔性空間機器人的自適應(yīng)模糊控制[A];全國第十二屆空間及運動體控制技術(shù)學(xué)術(shù)會議論文集[C];2006年

3 魏承;趙陽;;考慮接觸摩擦的空間機器人抓取控制研究[A];中國空間科學(xué)學(xué)會第七次學(xué)術(shù)年會會議手冊及文集[C];2009年

4 王英;陳勇;郭超;于建明;;面向GEO衛(wèi)星的空間機器人軌道設(shè)計[A];Proceedings of 14th Chinese Conference on System Simulation Technology & Application(CCSSTA’2012)[C];2012年

5 ，

本文編號：2326270