【摘要】：針對空間機械臂在軌環(huán)境復雜、約束繁多、任務多樣的特點,提出了一種基于分層結構的多約束任務規(guī)劃方法。將任務規(guī)劃過程劃分為任務剖面分析與任務中間點規(guī)劃兩個層次分別進行。根據(jù)空間機械臂的工作特點,提出一種采用狀態(tài)矩陣結合狀態(tài)掩碼的工作環(huán)境表征方式。在此基礎上,定義了三種空間機械臂原任務及其算子。基于分層任務網(wǎng)絡(Hierarchical task network,HTN)進行任務剖面分析,將復雜任務拆解為原任務序列。系統(tǒng)梳理空間機械臂規(guī)劃參數(shù)集,針對因各類約束條件導致無法直接執(zhí)行的原任務,在考慮資源優(yōu)化的同時利用改進的A*算法對原任務進一步劃分為多段簡單路徑,并給出代價最小的任務中間點序列。以物體轉移任務為例通過仿真試驗驗證了基于分層結構的空間機械臂任務規(guī)劃方法的可行性與有效性。
[Abstract]:In view of the complexity of space manipulator in orbit environment, many constraints and diverse tasks, a multi-constraint task planning method based on hierarchical structure is proposed. The task planning process is divided into two levels: task profile analysis and task midpoint planning. According to the working characteristics of space manipulator, a working environment representation method based on state matrix and state mask is proposed. On this basis, three kinds of original tasks and operators of space manipulator are defined. Based on hierarchical task network (Hierarchical task network,HTN), task profile analysis is carried out, and complex tasks are disassembled into original task sequences. The system combs the space manipulator planning parameter set, aiming at the original task which can not be executed directly due to all kinds of constraints, while considering the resource optimization, the improved A* algorithm is used to further divide the original task into multiple simple paths. The sequence of intermediate points of the task with the least cost is given. Taking the object transfer task as an example, the feasibility and effectiveness of the space manipulator task planning method based on hierarchical structure are verified by simulation experiments.
【作者單位】： 北京郵電大學自動化學院;
【基金】：國家重點基礎研究發(fā)展計劃(973計劃,2013CB733000) 國家自然科學基金(61403038)資助項目
【分類號】：TP241

【共引文獻】

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7 孫百鎖;暢毅科;;鹿臺山礦煤層瓦斯抽采難題與對策分析[J];煤炭工程;2017年05期

8 張海東;;深部巷道大直徑鉆孔卸壓數(shù)值模擬及參數(shù)設計[J];江西煤炭科技;2017年02期

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10 田莉梅;張英;張景華;;深部開采高地應力區(qū)鉆孔卸壓數(shù)值模擬及應用[J];金屬礦山;2017年04期

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5 譚玉葉;杜建華;宋衛(wèi)東;楊陸海;梅林芳;;掛幫礦充填法開采對高陡邊坡及采場圍巖穩(wěn)定性的影響[J];北京科技大學學報;2012年07期

6 周宗紅;侯克鵬;任鳳玉;;分段空場崩落采礦法頂板穩(wěn)定性分析[J];采礦與安全工程學報;2012年04期

7 羅周全;管佳林;張旭芳;譚浪浪;;基于三維實測的復雜邊界礦柱回采崩礦方式數(shù)值優(yōu)化[J];湖南科技大學學報(自然科學版);2012年01期

8 冀東;紀洪廣;向鵬;;關于深部地應力測量若干改進技術的討論[J];礦業(yè)研究與開發(fā);2012年01期

9 李祥春;聶百勝;何學秋;張翔;楊濤;;瓦斯吸附對煤體的影響分析[J];煤炭學報;2011年12期

10 陶干強;任青云;羅輝;劉振東;;無底柱分段崩落法采場穩(wěn)定性分析[J];巖土力學;2011年12期

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6 劉朋增;;基于移動平臺的機械臂結構分析與設計[J];企業(yè)導報;2013年11期

7 ;手術用微型機械臂[J];機器人情報;1994年01期

8 賀棚梓;;升級版加拿大機械臂[J];太空探索;2014年02期

9 張暢;唐立軍;吳定祥;賀慧勇;司妞;李濤;;六軸機械臂在冰箱能耗檢測線中的軌跡分析[J];電子科技;2014年04期

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4 陳瑞燕;梁輝;馮永;;用于深水水下設備下放安裝的多功能機械臂[A];第十三屆中國科協(xié)年會第13分會場-海洋工程裝備發(fā)展論壇論文集[C];2011年

5 朱華里;張芳;;電機控制下的一類彈性機械臂系統(tǒng)的鎮(zhèn)定[A];1996年中國控制會議論文集[C];1996年

6 鄭樺;叢爽;魏子翔;;提高實際繪圖精度與速度的二自由度機械臂控制[A];2007年中國智能自動化會議論文集[C];2007年

7 劉達;王田苗;張浩;;一種用于輔助外科手術的機械臂設計[A];第十二屆全國機構學學術研討會論文集[C];2000年

8 韓清凱;張昊;高培鑫;劉金國;;機械臂系統(tǒng)控制同步的非線性動力學特性研究[A];第十四屆全國非線性振動暨第十一屆全國非線性動力學和運動穩(wěn)定性學術會議摘要集與會議議程[C];2013年

9 梁捷;陳力;;漂浮基空間機械臂姿態(tài)與末端抓手協(xié)調運動的模糊變結構滑模控制[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

10 劉慶杰;許向陽;戴亞平;;基于機械臂轉速的遠程廣義最小方差控制[A];全國煉鋼連鑄過程自動化技術交流會論文集[C];2006年

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1 ;“鳳凰”輕舒機械臂,火星留下第一痕[N];新華每日電訊;2008年

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3 毛毛;瑞典開發(fā)出不怕水的微型機械臂[N];中國高新技術產業(yè)導報;2000年

4 ;瑞典開發(fā)出不怕水的醫(yī)用微型機械臂[N];中國信息報;2000年

5 王曉晨 潘晨;讓中國“臂”炫舞太空[N];中國航天報;2012年

6 田兆運 張曉祺;“玉兔號”:機械臂投放測試成功，，即將開始休眠[N];新華每日電訊;2013年

7 通訊員 祁登峰 記者 付毅飛;“玉兔”機械臂成功實施首次科學探測[N];科技日報;2014年

8 子虎;未來做手術動口不動手[N];北京科技報;2004年

9 張雪松;“衛(wèi)星抓衛(wèi)星”緣何有人不安[N];中國航天報;2013年

10 ;連續(xù)式熔銅擠壓機械臂[N];中國有色金屬報;2003年

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3 江沛;復雜約束下的串聯(lián)機械臂運動學控制方法研究[D];浙江大學;2015年

4 東輝;冗余機械臂運動學及移動平臺航位推算和軌跡規(guī)劃研究[D];哈爾濱工業(yè)大學;2015年

5 宋韜;輪式移動機械臂傾覆與滑移問題研究[D];上海大學;2016年

6 黃水華;多約束下的機械臂運動控制算法研究[D];浙江大學;2016年

7 王琨;提高串聯(lián)機械臂運動精度的關鍵技術研究[D];中國科學技術大學;2013年

8 杜濱;全方位移動機械臂協(xié)調規(guī)劃與控制[D];北京工業(yè)大學;2013年

9 張鵬;機械臂協(xié)調操作柔性負載系統(tǒng)動力學與控制[D];吉林大學;2010年

10 唐志國;機械臂操作柔性負載系統(tǒng)分布參數(shù)建模與控制方法研究[D];吉林大學;2011年

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2 李彬;基于平行機構的發(fā)動機缸蓋螺栓擰緊機械臂的研發(fā)[D];華南理工大學;2015年

3 劉彩鳳;不同重力環(huán)境下空間機械臂摩擦補償控制研究[D];燕山大學;2015年

4 王海濱;基于TMS320F2812的一階機械臂控制系統(tǒng)的研究[D];東北林業(yè)大學;2015年

5 賈召敏;排爆機械臂結構設計與控制研究[D];南京理工大學;2015年

6 張會會;某機械臂液壓系統(tǒng)可靠性分析[D];南京理工大學;2015年

7 吳誠驍;托卡馬克腔特種環(huán)境下內窺機械臂閉環(huán)主動冷卻系統(tǒng)研究[D];上海交通大學;2015年

8 林俐;托卡馬克柔性內窺機械臂剛柔耦合動力學建模與仿真[D];上海交通大學;2015年

9 謝廣慶;托卡馬克腔內作業(yè)機械臂運載車系統(tǒng)研究[D];上海交通大學;2015年

10 岳宗帥;可重構機械臂關節(jié)模塊控制器設計及運動控制研究[D];沈陽理工大學;2015年

本文編號：2485489